[发明专利]一种用于甲醇检测气敏传感器的改性二氧化锡纳米材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种用于低浓度甲醇检测的改性SnO₂纳米材料的方法，利用水热法制备镱掺杂SnO₂纳米材料做载体，然后通过进行表面改性，本发明提供的方法可极大提升SnO₂的稳定性、对甲醇的灵敏度和响应时间，使金属氧化物体系材料在气敏传感器领域具有更加广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及气敏传感器技术领域，具体是指一种用于甲醇检测气敏传感器的改性二氧化锡纳米材料的制备方法。

背景技术

SnO₂由于具有性能优异、环境友善、资源丰富、价格低廉等优点，是研究较为广泛的气敏材料。通过金属氧化物表面修饰工艺可提升材料的气敏性能，在气敏传感器领域有非常广泛的应用。

在各项提升材料气敏性能的方法中，通过金属氧化物缺陷调控提升敏感材料的气敏性能是最有效的方案之一。大量研究结果表明，通过金属氧化物修饰可以提升金属氧化物的灵敏度和选择性，本发明创造性的通过低温处理、常温吸附、高温反应增加体系的活性位点，提升材料的稳定性，可加快气体的吸附及反应特性，大大提高材料的反应活性和响应时间，因此可以提高气敏材料的灵敏度、响应时间和选择性，对进一步推进半导体气敏器件的发展具有实际应用价值。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明目的是提供一种用于甲醇检测气敏传感器的改性二氧化锡纳米材料的制备方法。

本发明目的通过下述方案实现：一种用于甲醇检测气敏传感器的改性二氧化锡纳米材料的制备方法，其特征在于利用水热法制备镱掺杂SnO₂纳米材料做载体，然后通过进行表面改性，包括如下步骤：

步骤一：按摩尔比1:1：0.01~1:5：0.02取无水四氯化锡、葡萄糖和硝酸镱Yb(NO₃)₃，加入蒸馏水搅拌，得到溶液A；

步骤二：将上述溶液置于反应釜中，于100~300 ℃反应3~7小时；待温度降至室温，将样品离心、干燥得到粉体B；

步骤三：将步骤二制得的粉末B放入马弗炉中300~500 ℃焙烧1~3小时，得到镱掺杂改性SnO₂纳米粉末；

步骤四：称取镱掺杂SnO₂纳米粉末，置于蒸馏水中，搅拌，按SnO₂质量比的1-10%分别加入FeCl₃·6H₂O和Na₂SO₄·10H₂O，充分搅拌，使其混合均匀。在 100~300 ℃下，水热1~5小时，离心，洗净，干燥得到粉体C；

步骤五：将步骤四制得的粉末C放入马弗炉中300~500 ℃焙烧1~3小时，得到最终产物。

将制得的粉体分散涂于六脚陶瓷管气敏测试元件上，置于老化台老化一周，采用WS-30A 型气敏元件测试系统测试对甲醇气体的响应，测试温度为180 ℃。将老化台置于密封容器内，注入甲醇使浓度为20ppm，测试其对甲醇气体的响应。

一种简单可行的制备改性SnO₂纳米材料的方法，利用水热法制备镱掺杂的SnO₂纳米材料做载体，然后通过进行表面改性，本发明提供的方法可极大提升SnO₂的稳定性、对气体的灵敏度和响应时间，该方法使金属氧化物体系材料在气敏传感器领域具有更加广阔的应用前景。

附图说明

图1 为本发明的实施例1制得的改性SnO₂纳米材料灵敏度长期稳定性结果。

具体实施例

实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。