[发明专利]多孔锡酸镉材料、其合成方法及硫化氢预警传感器

说明书

本发明公开了一种多孔锡酸镉材料、其合成方法及硫化氢预警传感器，属于传感器技术领域。该多孔锡酸镉材料的合成方法包括以下步骤：将乙酸镉溶液和聚乙烯吡咯烷酮溶液同时缓慢地加入到四氯化锡溶液中，并进行搅拌，得到第一混合液；将第一混合液的pH值调至12～14，得到第二混合液；将第二混合液置于70～90℃的条件下进行搅拌反应后，再进行离心收集，得到沉淀物；将沉淀物进行洗涤、干燥后，再置于600～800℃的条件下进行热处理，得到所述的多孔锡酸镉材料。该多孔锡酸镉材料具有结晶度高、氧空位多、比表面积大等特点，其有益于提升气敏性能；利用该多孔锡酸镉材料制得的硫化氢硫化氢预警传感器能够实现快速的响应恢复，具有高灵敏度的特点。

技术领域

本发明涉及传感器技术领域，具体是一种多孔锡酸镉材料、其合成方法及硫化氢预警传感器。

背景技术

硫化氢(H₂S)是一种无色有毒可燃气体，存在于原油、天然气、火山气体。工业上的其他来源包括食品加工、炼焦炉、造纸厂、制革厂和炼油厂。众所周知，它对人体和环境都极其有害。此外，它会影响人类的神经系统，即使浓度很低也会导致死亡，其阈值极限值为10ppm。虽然人的鼻子对H₂S的检测阈值低至0.02ppm，但在H₂S浓度达到50～100ppm这一危险阈值之前，H₂S中毒的人已经无法识别出其特有的臭鸡蛋味。因此，监测和控制H₂S气体的踪迹已变得极为重要，即对高灵敏度、高选择性、可重复性、低成本、易操作的H₂S传感器的研究是一个迫切的需求。

虽然，硫化氢预警传感器的研究已有很多报道，其中，金属氧化物半导体硫化氢预警传感器具有化学稳定性高、成本低等优点，得到了广泛的应用。但是，现有的硫化氢预警传感器存在检测灵敏度较低的问题，随着人们对环境质量要求的不断提高，其已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多孔锡酸镉材料的合成方法，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：

一种多孔锡酸镉材料的合成方法，包括以下步骤：

称取二水乙酸镉、五水四氯化锡、聚乙烯吡咯烷酮，备用；

分别将二水乙酸镉、五水四氯化锡、聚乙烯吡咯烷酮溶解于去离子水中，得到乙酸镉溶液、四氯化锡溶液和聚乙烯吡咯烷酮溶液，备用；

将乙酸镉溶液和聚乙烯吡咯烷酮溶液同时缓慢地加入到四氯化锡溶液中，并进行搅拌，得到第一混合液；

通过添加碱溶液将第一混合液的pH值调至12～14，得到第二混合液；

将第二混合液置于70～90℃的水浴加热条件下进行搅拌反应后，再进行离心收集，得到沉淀物；

将沉淀物进行洗涤、干燥后，再置于600～800℃的条件下进行热处理，得到所述的多孔锡酸镉材料。

作为本发明实施例的一个优选方案，所述二水乙酸镉与五水四氯化锡的摩尔比为1:(0.8～1.2)；所述二水乙酸镉与聚乙烯吡咯烷酮的质量比为1:(1～2)。

作为本发明实施例的另一个优选方案，所述将沉淀物进行洗涤、干燥的步骤中，通过去离子水和无水乙醇对沉淀物进行交替洗涤。

作为本发明实施例的另一个优选方案，所述将沉淀物进行洗涤、干燥的步骤中，干燥的温度为50～70℃。

本发明实施例的另一目的在于提供一种采用上述的合成方法制得的多孔锡酸镉材料。

作为本发明实施例的另一个优选方案，所述多孔锡酸镉材料的比表面积为15～25m²/g。

本发明实施例的另一目的在于提供一种上述多孔锡酸镉材料在硫化氢预警传感器中的应用。