[发明专利]一种ZnO/Sn3

说明书

本发明涉及传感器气敏材料的制备领域，尤其涉及一种ZnO/Sn₃O₄气敏材料及其制备方法和在传感器中的应用。所述气敏材料由ZnO纳米颗粒和Sn₃O₄纳米花组成；其中，所述Sn₃O₄纳米花由分级的Sn₃O₄纳米片堆叠而成，所述ZnO纳米颗粒原位生长在Sn₃O₄纳米片上。本发明提出的通过水热方法制备的ZnO纳米颗粒修饰的分级花状Sn₃O₄敏感材料，利用ZnO纳米粒子对分级花状Sn₃O₄材料进行修饰，合成ZnO/Sn₃O₄复合材料，通过构建异质结构，可以产生独特的界面效应和异于其单组份的特殊性能，提高传感器的性能。复合材料的初始电阻远大于单一氧化物半导体的电阻，提高了传感器的响应。

技术领域

本发明涉及传感器气敏材料的制备领域，尤其涉及一种ZnO/Sn₃O₄气敏材料及其制备方法和在传感器中的应用。

背景技术

本发明背景技术中公开的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

空气质量和人类健康密切相关，随着工业的发展以及各种化学原料的使用，释放到空气中的各种有毒有害气体严重威胁着人们的身体健康，空气污染受到了越来越多的重视。甲醛，广泛存在于各种塑料制品、涂料以及纺织品等生活常见的物品中，作为一种典型的室内污染物，其能够对人们的健康造成各种危害，包括皮肤过敏、呼吸道感染、哮喘、肺损伤等，甚至引发癌症。为了保障人们身体健康，快速和有效地检测各种有毒有害气体变得尤为重要。

目前气体检测的方法主要有仪器分析和气体传感器。相比于利用气象色谱分析仪，紫外吸收分析仪和傅里叶转换红外光谱仪等大型分析仪器对有害气体进行检测，利用气体传感器具有成本低廉，操作简单，响应值高和响应恢复速度快等优势。然而，本发明人研究发现：传统的基于单一块状结构氧化物敏感材料的气体传感器，通常需要较高的工作温度(200-300℃)，同时具有对目标气体的响应值低，响应和恢复速度慢，选择性差，检测浓度范围小等缺点。

发明内容

针对上述的问题，本发明旨在提供一种ZnO/Sn₃O₄气敏材料及其制备方法和在传感器中的应用。为此，本发明公开了下述技术方案：

首先，公开一种ZnO/Sn₃O₄气敏材料，其由ZnO纳米颗粒和分级结构的Sn₃O₄纳米花组成；其中，所述分级结构的Sn₃O₄纳米花由Sn₃O₄纳米片堆叠而成，所述ZnO纳米颗粒原位生长在Sn₃O₄纳米片上；所述分级结构是指：由低维结构的纳米片经有序自组装而成的三维结构。

其次，公开一种ZnO/Sn₃O₄气敏材料的制备方法，包括如下步骤：

(1)将锡源、柠檬酸盐溶于水后再与碱液配制成前驱体溶液；

(2)将上述前驱体溶液进行水热反应，得到含有Sn₃O₄沉淀的反应液；

(3)搅拌该反应液使Sn₃O₄沉淀分散均匀，之后加入ZnO纳米颗粒分散溶液，继续水热反应；完成后将得到的沉淀洗涤后进行干燥，即得ZnO纳米颗粒修饰的分级花状Sn₃O₄敏感材料。