[发明专利]富氧缺陷的锡酸锌材料、其合成方法及硫化氢预警传感器

说明书

本发明公开了一种富氧缺陷的锡酸锌材料、其合成方法及硫化氢预警传感器，属于传感器技术领域。该锡酸锌材料的合成方法包括以下步骤：将醋酸锌溶液和四氯化锡溶液进行混合后，再缓慢加入氢氧化钠溶液，得到前驱体溶液；将前驱体溶液置于140～180℃的温度下进行水热合成反应，得到反应产物；将反应产物分散至去离子水中，得到分散液；将分散液与氢氧化钾溶液混合，进行碱蚀刻处理，并经离心，得到沉淀物；将沉淀物依次进行离心清洗和干燥后，再置于400～500℃条件下进行烧结处理，即可得到锡酸锌材料。将该锡酸锌材料制成硫化氢预警传感器，可以大大提高硫化氢预警传感器的灵敏度以及缩短硫化氢预警传感器的响应/恢复时间。

技术领域

本发明涉及传感器技术领域，具体是一种富氧缺陷的锡酸锌材料、其合成方法及硫化氢预警传感器。

背景技术

随着时代的不断发展，大气污染情况日益严重，人们也开始不断提高自己的环保意识。现在，社会对有毒有害、易燃易爆等气体的检测要求越来越高，因此气体传感器在对大气污染物的检测、工业生产废气的监测以及环境空气质量的评价中显得越发重要。而气体敏感材料作为气体传感器最核心的组成部件，是衡量气体传感器气敏性能的标准。

其中，以金属氧化物半导体(例如SnO₂、ZnO、In₂O₃等)为气体敏感材料的气体传感器已经应用在生活中，其工作原理是通过半导体氧化物表面吸附气体或者与气体发生反应而引起半导体电阻的变化来检测某一种或几种气体。

在实际应用中，要求气体传感器同时具有快速的响应/恢复速度，足够的灵敏度以及高的选择性和稳定性。然而，市面上金属氧化物硫化氢预警传感器大多存在灵敏度低，响应/恢复缓慢等问题，因此，已经不能满足当前的需要。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种富氧缺陷的锡酸锌材料的合成方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

一种富氧缺陷的锡酸锌材料的合成方法，包括以下步骤：

称取二水醋酸锌、五水四氯化锡、氢氧化钠，备用；

分别将二水醋酸锌、五水四氯化锡、氢氧化钠溶解于去离子水中，得到醋酸锌溶液、四氯化锡溶液和氢氧化钠溶液，备用；

将醋酸锌溶液和四氯化锡溶液进行混合后，再缓慢加入氢氧化钠溶液，得到前驱体溶液；

将前驱体溶液置于140～180℃的温度下进行水热合成反应，得到反应产物；

将反应产物分散至去离子水中，得到分散液；

将分散液与氢氧化钾溶液混合，进行碱蚀刻处理，并经离心，得到沉淀物；

将沉淀物依次进行离心清洗和干燥后，再置于400～500℃条件下进行烧结处理，得到所述的锡酸锌材料。

作为本发明实施例的一个优选方案，所述二水醋酸锌、五水四氯化锡和氢氧化钠摩尔比为1:(4～5):(1～3)。

作为本发明实施例的另一个优选方案，所述分散液中反应产物的质量浓度为4～6g/L；所述分散液与氢氧化钾溶液的体积比为1:(0.5～1.5)，所述氢氧化钾溶液中氢氧化钾的摩尔浓度为1～3mol/L。

作为本发明实施例的另一个优选方案，所述步骤中，碱蚀刻处理的时间为0.5～1.5h。

本发明实施例的另一目的在于提供一种上述的合成方法制得的锡酸锌材料。

作为本发明实施例的另一个优选方案，所述锡酸锌材料呈中空立方结构。