[发明专利]一种基于二维磁性纳米复合纳米材料的氨气气体传感器的制备方法及应用

摘要

本发明涉及一种氨气气体传感器的制备方法，具体是基于二维片状的磁性纳米材料所构建的气敏传感器，可用于检测环境中氨气气体含量。属于新型纳米功能材料与环境监测技术领域。本发明首先制备了一种铁和钴双金属原位复合的氮掺杂二氧化钛纳米片FeCo‑N@TiO2，利用该材料大的比表面积、介孔高气体吸附特性和电子传递受材料表面气体变化而影响敏感的诸多特性，实现了对氨气气体具有灵敏、快速响应的气敏传感器的构建。

主权项

1.一种基于二维磁性纳米复合纳米材料的氨气气体传感器的制备方法，所述的二维磁性纳米复合纳米材料为铁和钴双金属原位复合的氮掺杂二氧化钛纳米片FeCo‑N@TiO2；其特征在于，所述的制备方法包括以下制备步骤：（1）FeCo‑N@TiO2的制备；（2）氨气气体传感器的制备；其中，步骤（1）制备FeCo‑N@TiO2的具体步骤为：首先，取0.8 mmol铁盐、0.8~1.2 mmol钴盐和1 mmol铵盐加入到5 mL钛酸四丁酯中，搅拌过程中，缓慢加入0.5~0.8 mL氢氟酸，160~200 ℃下在反应釜中反应18~24小时，冷却至室温后，用超纯水和无水乙醇离心洗涤三次后，50℃下真空干燥；然后，将研磨的粉末放入马弗炉中，升温速度为1~3 ℃/min，480~560℃下在氮气保护下，煅烧10~60 min；最后，将煅烧后的粉末冷却至室温，即制得FeCo‑N@TiO2；所述的铁盐选自下列之一：硫酸铁、氯化铁、硝酸铁；所述的钴盐选自下列之一：硫酸钴、氯化钴、硝酸钴；所述的铵盐选自下列之一：硫酸铵、氯化铵、硝酸铵、碳酸铵；步骤（2）制备氨气气体传感器的具体步骤为：首先，取步骤（1）中制备的FeCo‑N@TiO2 100 mg和0.5~2.0 mmol铝盐置于研钵中，加入无水乙醇，研磨至糊状后均匀涂覆在绝缘陶瓷管表面形成涂膜，在室温下晾干；然后，将陶瓷管两侧的铂丝以及加热丝与底座进行焊接；最后，将焊接好的元件放置在检测仪器中，通过调节加热电压至4.22V进行老化处理，即制得氨气气体传感器；所述的铝盐选自下列之一：硫酸铝、氯化铝、硝酸铝。