[发明专利]La掺杂In2

说明书

本发明公开了一种La掺杂In₂O₃六棱柱形纳米材料及其制备方法和作为TEA传感器的应用，所述La掺杂In₂O₃六棱柱形纳米材料由In₂O₃六棱柱和La元素组成。制备方法为：将铟盐和镧盐置于MOF的前躯体溶液中，120℃下实现MOF的自组装，通过在空气气氛中热还原得到MOF衍生材料。该方法制备的MOF衍生La掺杂In₂O₃六棱柱形纳米材料作为气敏元件在工作温度120℃时，对三乙胺（TEA）表现出较好的灵敏度（Ra/Rg=458.13@50 ppm）、选择性和稳定性。

技术领域

本发明涉及一种用于TEA低温检测的MOF衍生La 掺杂 In₂O₃ 六棱柱形及其制备方法和作为TEA传感器的应用。

背景技术

三乙胺(TEA)是一种无色透明的液体，具有强烈的类氨气味，在有机合成工业中被用作溶剂、催化剂和原料。此外，大量研究表明，死鱼或其他海洋生物释放出TEA，其浓度随着时间的推移逐渐增加。因此，TEA可以作为一种化学示踪剂来测定海洋生物的质量。然而，它会给人类带来严重的健康问题。大量接触后，会出现头痛、肠胃炎、肺水肿甚至死亡等问题。此外，有确凿的证据表明，它可以与空气形成混合物，危害我们的环境，一旦接触火源，甚至会引起爆炸。根据职业安全与健康管理局(OSHA)的规定，环境中TEA的浓度限值为10ppm。文献报道(Sensors Actuators: B. Chemical 331 (2021) 129425) 基于 Pt 功能化分级 ZnO 微球的三乙胺气体传感器，在工作温度200 ℃对100 ppm TEA的响应值为242，较高的工作温度限制了其进一步应用。CN 113125519 B 公开了一种三乙胺气体传感器。通过静电纺丝法合成In₂O₃/α-Fe₂O₃ 纳米线，制备成气敏元件可以实现对三乙胺的选择性，但其最佳工作温度较高（260 ℃）且灵敏度不佳（Ra/Rg=40@100 ppm）。因此，有必要开发一种低温下灵敏度高、选择性好的胺类传感器。

发明内容

针对现有技术中TEA 传感器存在灵敏度低，工作温度高的问题，本发明提供一种MOF衍生La 掺杂 In₂O₃ 六棱柱形纳米材料及其制备方法和应用，MOF衍生La 掺杂 In₂O₃六棱柱形纳米材料作为TEA 传感器 ，工作温度低、功耗低，选择性优异，在工作温度120 ℃时，对三乙胺（TEA）表现出较好的灵敏度（Ra/Rg=458.13@50 ppm）、选择性和稳定性。

为解决以上技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种MOF衍生La 掺杂 In₂O₃ 六棱柱形纳米材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）配置MOF前驱体溶液：将二甲基甲酰胺 (DMF) 、低碳醇以及去离子水混合均匀，配制成前驱体溶液；

（2）制备MOF前驱体：将有机配位体、铟盐和镧盐分别加入到前驱体溶液中搅拌均匀后得到有机配位体溶液、铟盐溶液和镧盐溶液，将镧盐溶液和铟盐溶液加入有机配位体溶液中，继续搅拌，得到混合溶液，将混合溶液转移到50 mL聚四氟乙烯反应釜中高温反应后实现MOF的自组装得到MOF前驱体；

（3）制备MOF衍生：将步骤（2）制得的MOF前驱体洗涤、干燥（60 ℃，12 h），然后通过在空气气氛中热还原得到MOF衍生La 掺杂 In₂O₃ 六棱柱形纳米材料。

进一步，所述步骤（1）中的前驱体溶液中的低碳醇为无水甲醇、无水乙醇或乙二醇，二甲基甲酰胺、低碳醇和去离子水的体积比为（1-30）:1:1。