[发明专利]钛酸锂镧与氧化铟复合气敏材料及其制备方法、应用

说明书

本发明涉及钛酸锂镧与氧化铟复合气敏材料及其制备方法、应用。上述制备方法包括如下步骤：S1提供钛酸锂镧纳米材料前驱体溶液、提供N，N‑二甲基甲酰胺、硝酸铟。S2采用溶剂热法制备得到钛酸锂镧。S3按比例混配制备静电纺丝前驱体溶液。S4对所述静电纺丝前驱体溶液进行静电纺丝处理，获得钛酸锂镧与氧化铟复合气敏材料。所述静电纺丝前驱体溶液中，钛酸锂镧与硝酸铟的物质的量比为1：2、1：1或2：1。本发明的制备方法工艺简单，可重复性强。制备得到的钛酸锂镧与氧化铟复合气敏材料对H₂S的灵敏度高，具有起始响应温度以及最佳响应温度低、循环稳定性较好的特点，并且对硫化氢气体的选择性较好、检测范围广。

技术领域

本发明涉及气敏材料领域，特别是涉及钛酸锂镧与氧化铟复合气敏材料的制备方法，还涉及采用所述制备方法制备得到的钛酸锂镧与氧化铟复合气敏材料、所述钛酸锂镧与氧化铟复合气敏材料的应用。

背景技术

硫化氢(H₂S)是一种无色、易燃、有臭鸡蛋气味的有毒气体，在极低的浓度下对人体健康都可以造成不可逆的危害。虽然H₂S有臭鸡蛋气味，但我们不能直接通过鼻子来直接识别H₂S的存在，因为短暂的暴露就会使我们的嗅觉灵敏度变得迟钝。硫化氢气体广泛存在于钢铁、石油、矿井、天然气、城市下水道、沼气、汽车尾气等生产生活过程中，不仅会造成大气污染，危害人体健康，而且会给工人的工作和身体造成困难和威胁。因此，H₂S的高效检测对于保护环境安全和人类健康至关重要。

近几十年来，随着科技的进步，对硫化氢气体传感器的研究越来越受关注，并且硫化氢气体传感器被极大的应用于许多领域当中。目前研究的硫化氢气体传感器主要有氧化物半导体式、电化学式、催化燃烧式和压电式传感器。其中，半导体气体传感器由于具有体积小、重量轻、结构简单、成本低且具有灵敏度较高、稳定性较好等优点备受青睐，在H₂S气体传感器领域研究最广泛。半导体气体传感器的气敏材料主要是金属半导体氧化物或者其他半导体性质的材料，如SnO₂、ZnO、In₂O₃、TiO₂、WO₃、CeO₂、CuO、NiO、BaTiO₃、SrTiO₃、LaFeO₃和CaCuTiO₃等。

近几年来，具有半导体性质的钙钛矿结构材料(如BaTiO₃、SrTiO₃、LaFeO₃和CaCuTiO₃等)被逐步应用于气敏领域。然而，目前硫化氢气体传感器仍然广泛存在着的材料不足气敏材料灵敏度低、可重复性差、循环稳定性不佳以及选择性不佳的问题。

发明内容

基于此，有必要针对当下气敏材料灵敏度低、可重复性差、循环稳定性不佳以及选择性不佳的问题，提供钛酸锂镧与氧化铟复合气敏材料及其制备方法、应用。

钛酸锂镧与氧化铟复合气敏材料的制备方法，包括如下步骤：

S1提供钛酸锂镧纳米材料前驱体溶液、提供N，N-二甲基甲酰胺、无水乙醇、聚乙烯吡咯烷酮、硝酸铟；

S2采用溶剂热法对所述钛酸锂镧纳米材料前驱体溶液进行处理，制备得到钛酸锂镧，备用；

S3采用所述N，N-二甲基甲酰胺、无水乙醇、聚乙烯吡咯烷酮、硝酸铟以及所述钛酸锂镧按比例混配制备得到静电纺丝前驱体溶液；

所述静电纺丝前驱体溶液中，钛酸锂镧(LLTO)与硝酸铟的物质的量比为1：2、1：1或2：1；

S4对所述静电纺丝前驱体溶液进行静电纺丝处理，后高温煅烧，获得钛酸锂镧与氧化铟复合气敏材料。