[发明专利]一种新型CoTiO3气敏材料的制备方法和应用

摘要

本发明公开了一种新型的CoTiO₃气敏材料，以六水合硝酸钴、钛酸四正丁酯为前驱体，乙二醇甲醚为溶剂，柠檬酸为络合剂，分别以聚乙二醇、聚吡咯烷酮、十六烷基三甲基溴化铵为分散剂，采用溶胶凝胶方法制备CoTiO₃纳米材料，并将CoTiO₃纳米材料涂敷在带有Ag‑Pd叉指电极的Al₂O₃基片上制作成平面型气敏器件。本发明制作的CoTiO₃气敏器件对乙醇、丙酮气体的响应/恢复时间相当快，仅约15s，灵敏度较高，是一种新型的气敏材料。

主权项

1.一种CoTiO3气敏材料的制备方法，其特征在于，所述的气敏材料以乙二醇甲醚为溶剂，柠檬酸为络合剂，并利用聚乙二醇、聚吡咯烷酮和十六烷基三甲基溴化铵中的任意一种作为分散剂，采用溶胶凝胶法制备得到，包括如下步骤：（1）将钛酸四正丁酯以10～30滴/min的速度滴入乙二醇甲醚溶剂中，充分搅拌溶解后，向溶液中添加六水合硝酸钴，得到深紫红色溶液，溶液浓度约0.2mol/L，溶液中Co2+:Ti4+=1:1～1.05；（2）称取一水合柠檬酸加入步骤（1）得到的深紫红色溶液中，其中，柠檬酸与阳离子摩尔数比值为1:1～4，所述的阳离子指Co2+和Ti4+的总和；（3）向步骤（2）得到的溶液中加入分散剂，充分搅拌，得到溶胶体；（4）将得到的溶胶体静置后，放在烘箱中恒温干燥，得到干凝胶，将干凝胶置于玛瑙研钵中充分研磨，得干凝胶粉末；（5）将干凝胶粉末进行第一次煅烧，得到黑色或墨绿色粉末；再将预烧的黑色或墨绿色粉末放入烧结炉中进行第二次煅烧，然后随炉冷却至室温，得到CoTiO3纳米材料；其中，所述的分散剂为十六烷基三甲基溴化铵、聚吡咯烷酮和聚乙二醇中的任意一种，用量为0.1~0.15g；步骤（5）中，第一次煅烧的条件为350℃~450℃煅烧3~6小时，去除水分子、乙二醇甲醚、柠檬酸网络、硝酸钴和钛酸四正丁酯分解产物；第二次煅烧条件为在500℃~700℃温区煅烧3~6小时，得到CoTiO3纳米晶材料。