[发明专利]p型半导体金属氧化物掺杂有序介孔氧化钨气敏材料及其制备方法

摘要

本发明属于先进纳米材料技术领域，具体为p型半导体金属氧化物掺杂有序介孔氧化钨气敏材料及其制备方法。本发明是通过溶胶‑凝胶化学合成法，以两亲性嵌段共聚物作为结构导向剂，亲水嵌段通过氢键以及配位作用与p型半导体过渡金属氧化物及氧化钨前驱物种在溶液中进行组装，经过溶剂挥发诱导共组装以及高温热处理，得到p型半导体金属氧化物掺杂的有序介孔氧化钨材料。该材料具有高度有序的介孔结构，高的比表面积和较大的孔径，其独特的介孔结构以及p‑n半导体异质结的作用，可用于制备的气体传感器，对硫化氢气体具有极好的灵敏度和选择性，超快的响应和恢复时间。本发明方法简单可控，适于放大生产，在气体传感领域具有广阔应用前景。

主权项

1. 一种 p型半导体金属氧化物掺杂有序介孔氧化钨气敏材料的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：（1）将两亲性两嵌段共聚物作为模板剂溶解于易挥发的溶剂中，得到溶液A；在乙醇中加入无水六氯化钨和乙酰丙酮，搅拌均匀得到溶液B；将溶液A与溶液B混合搅拌均匀后加入p型半导体金属氧化物前驱体，得到混合溶液；混合溶液中，模板剂含量为0.5‑2wt%，钨前驱体含量为2‑10 wt%，乙酰丙酮含量为5‑10 wt%，p型半导体金属氧化物前驱体含量为0.5‑2.0wt %，其余为溶剂；（2）将上述混合溶液通过提拉、旋涂或者铺膜方法，使易挥发性溶剂挥发完全；待溶剂在20 ℃‑25 ℃挥发1‑2 h后再置于40‑70 ℃中24‑48 h进一步完全挥发溶剂，将样品至于 40‑150 ℃下烘烤6‑24 h，使之固化；（3）将固化后样品置于管式炉内，于氮气氛围中以1‑5 ℃/min升温至300 ℃‑400 ℃煅烧2‑4 h，再以1‑5 ℃/min继续升温至500℃‑700℃煅烧1‑3 h，得到p型半导体金属氧化物掺杂介孔氧化钨/碳复合材料；将得到的p型半导体金属氧化物掺杂介孔氧化钨/碳复合材料置于马弗炉中，于空气氛围中以5‑10 ℃/min升温至400 ℃‑600℃煅烧30‑120 min，得到p型半导体金属氧化物掺杂介孔氧化钨复合材料。