1.本发明属于纳米材料技术领域,尤其涉及一种链珠状氧化锡基异质纳米纤维气敏材料及其制备和应用。
背景技术:2.研究表明,高浓度的挥发性有机物(vocs)会对环境造成严重的污染,同时危害人体健康。例如,正丙醇不仅是一种无色透明液体,还是一种有毒的挥发性有机物,广泛应用于制药、临床实验室、农产品以及染料、化妆品、香料和农药的生产。人体若是停留在高浓度正丙醇环境中可能会导致头晕、恶心或昏迷,甚至增加患肺病的可能性。因此,健康和安全问题需要高灵敏度和高选择性的正丙醇检测和定量分析,早期识别和实时检测正丙醇浓度对于保护人们免受疾病侵害至关重要,正丙醇气体的巨大危险性引起了我们对其检测的极大兴趣。
3.同时,丙酮、三乙胺、乙硫醇、正丁醇等其他vocs气体的排放也会造成人体危害、环境污染等问题,而该材料对这些气体的分析和检测对人体健康、环境监测、食品安全等方面都具有重大意义。
4.二氧化锡(sno2)是研究最早、实现商业化最早的金属氧化物气敏材料。1962年,taguchi等对sno2的气敏特性进行了研究,开创了气体传感技术的先河;1968年,费加罗公司首次研发出掺有pt、pb的sno2气体传感器,标志着气体传感技术正式进入了实用化和商业化阶段。在此后的几十年里,以sno2作为基体材料的半导体气体传感器一直是广大科研人员的研究热点之一。2004年,eramiat等对金属氧化物气敏材料相关的文献进行分析,发现sno2材料所占比例高达35%,居所有金属氧化物气敏材料之首。因此采用sno2材料作为气敏材料,实现对正丙醇等vocs气体识别和浓度等相关信息的监控是具有较大理论基础的。
5.但是,与大多数基于金属氧化物的气体传感器一样,基于sno2的气体传感器也存在工作温度高、选择性和稳定性较差、响应/恢复时间较长、灵敏度有待进一步提高等问题,目前主要通过组分优化和结构优化的途径来解决。大量研究表明,在sno2基体材料中掺入少量其他金属氧化物之后,材料的属性会发生一系列变化,如催化活性、载流子浓度、物理和化学性能、表面电学属性、晶粒尺寸、表面势垒和晶界势垒等,对材料的特性产生一定的影响。因此,组分优化是改善和提高气敏材料性能的有效途径之一,主要通过掺杂、表面修饰形成p-n结、p-p结、n-n结等方法来实现。而如何利用组分优化来克服sno2气敏材料在测量正丙醇等多种挥发性有机物时灵敏度低、选择性差等问题,是目前vocs气体分析和检测的热点问题。
技术实现要素:6.基于背景技术存在的技术问题,本发明提供了一种链珠状氧化锡基异质纳米纤维气敏材料及其制备和应用,该气敏材料应用于气敏传感器时,可实现对正丙醇等多种大气污染物的高选择性、高灵敏度以及长期稳定检测。
7.本发明提出的一种链珠状氧化锡基异质纳米纤维气敏材料的制备方法,包括:利用静电纺丝技术合成纳米纤维,并在空气中煅烧,即得到所述异质纳米纤维气敏材料;
8.其中,所述电纺溶液包括锡盐、吸附金属离子的碳质球和聚合物。
9.优选地,电纺溶液中,所述锡盐优选为氯化亚锡、草酸亚锡、四氯化锡或硫酸亚锡中的至少一种;所述金属离子优选为铁离子、钴离子、铜离子、镍离子或锌离子中的至少一种;所述聚合物优选为聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、聚丙烯腈或聚苯乙烯中的至少一种。
10.优选地,所述吸附金属离子的碳质球是将碳质球加入含金属离子的溶液中搅拌吸附获得;
11.优选地,所述碳质球是将葡萄糖进行水热反应后获得;
12.优选地,所述碳质球粒径为700-800nm。
13.优选地,电纺溶液中,所述锡盐、吸附金属离子的碳质球以及聚合物的质量比为1:0.4-2:3-5。
14.优选地,所述电纺溶液中还包括有机溶剂;
15.优选地,所述有机溶剂为n,n-二甲基甲酰胺、聚乙烯醇或甲酸中的至少一种。
16.优选地,所述静电纺丝的电压为14-16kv,针头距收集器的距离为10-20cm,给量速度为0.0002-0.0004mm/s。
17.优选地,所述煅烧的温度为450-550℃,时间为1-3h,升温速率为1-3℃/min。
18.本发明提出一种链珠状氧化锡基异质纳米纤维气敏材料,其是由上述制备方法制备得到。
19.本发明还提出一种上述链珠状氧化锡基异质纳米纤维气敏材料在气敏传感器中的应用。
20.优选地,所述气敏传感器为正丙醇、丙酮、三乙胺、乙硫醇或正丁醇气敏传感器。
21.本发明的有益效果如下:
22.sno2作为典型的n型半导体,展现出理想气体传感器所需的独特特征,具有3.5ev的宽带隙、高电子迁移率、光电响应、出色的化学和热稳定;同时sno2具有低成本、无毒、易于制备、适合大规模生产的优点;
23.本发明所述的氧化锡基异质纳米纤维气敏材料,通过以吸附金属离子的碳质球作为模板,在经过静电纺丝和煅烧以后,所得sno2基体材料中掺入了少量的其他金属氧化物,获得具有特定构型的sno2/mo(fe、co、cu、ni或zn)异质纳米纤维;该异质纳米纤维中mo(fe、co、cu、ni或zn)呈现空心结构,sno2包裹在该mo(fe、co、cu、ni或zn)之外形成异质结,最终获得具有类似链珠状微观结构的氧化锡基异质纳米纤维气敏材料;经过测试发现,所得氧化锡基异质纳米纤维气敏材料的气敏性能得到明显改善,特别是对正丙醇、丙酮、三乙胺、乙硫醇或正丁醇的响应更好,应用于气敏传感器时的气敏性能也得到显著提高,并达到较高的水平;与此同时,其一维的纳米纤维结构促进了气体的吸附与解析,进一步有效地提高了气体传感器的性能。
附图说明
24.图1为实施例1-5所述链珠状氧化锡基异质纳米纤维气敏材料的制备流程图;
25.图2为实施例1-5所得100mg碳质球掺杂量的气敏材料的扫描电子显微镜图;
26.图3为实施例1和对比例1所得气敏材料用于气敏传感器时对100ppm正丙醇的灵敏度检测图;
27.图4为实施例2-5所得最佳碳质球掺杂量的气敏材料用于气敏传感器时对不同气体的选择性测试图。
具体实施方式
28.下面,本发明通过具体实施例对所述技术方案进行详细说明,但是应该明确提出这些实施例用于举例说明,但是不解释为限制本发明的范围。
29.实施例1
30.本实施例提出一种链珠状氧化锡基异质纳米纤维气敏材料,其是通过下述方法制备得到:
31.(1)将5.9451g一水合葡萄糖(c6h
12
o6·
h2o)、0.1822g十六烷基三甲基溴化铵(ctab)、30ml去离子水混合后在50℃下搅拌1.5h混匀,转移至含有聚四氟乙烯内衬的水热反应釜中,180℃下水热反应300min,所得反应液利用移液管除去上清液后,所得沉淀采用乙醇和水依次进行离心清洗至上清液无色透明,得到碳质球(css);
32.(2)将100mg所述碳质球分散于8ml无水乙醇中搅拌60min,得到碳质球溶液,将808mg fe(no3)3·
9h2o(2mmol)溶解于2ml无水乙醇中,搅拌条件下将所得溶液再逐滴滴加至所述碳质球溶液中,搅拌12h后移入50ml离心管中,依次采用乙醇和dmf离心清洗至上清液无色透明,得到吸附有fe
3+
的碳质球;
33.(3)分别将0mg、25mg、50mg、75mg、100mg、200mg吸附有fe
3+
的碳质球和113mg sncl2·
2h2o(0.5mmol),0.45g聚乙烯吡咯烷酮加入2.25ml的n-n二甲基甲酰胺(dmf)中,室温下以100rpm的速率搅拌12h,得到电纺溶液;
34.(4)将所述电纺溶液装入带有19g钝面不锈钢针头的5ml塑料注射器中进行静电纺丝,在针尖和铝箔收集器之间施加15kv的电压,二者的距离固定为15cm,给量速度为0.0003mm/s,得到静电纺丝后的纳米纤维;
35.(5)将所述静电纺丝后的纳米纤维置于真空干燥箱中真空干燥9h,之后在空气中进行煅烧,煅烧温度为500℃,煅烧时间为2h,升温速率为2℃/min,得到不同碳质球掺杂量的链珠状氧化锡基异质纳米纤维气敏材料,分别简称为sno2、sn/fe-25、sn/fe-50、sn/fe-75、sn/fe-100、sn/fe-200;其中最佳碳质球掺杂量的气敏材料为sn/fe-50。
36.实施例2
37.本实施例提出一种链珠状氧化锡基异质纳米纤维气敏材料,其是通过下述方法制备得到:
38.(1)将5.9451g一水合葡萄糖(c6h
12
o6·
h2o)、0.1822g十六烷基三甲基溴化铵(ctab)、30ml去离子水混合后在50℃下搅拌1.5h混匀,转移至含有聚四氟乙烯内衬的水热反应釜中,180℃下水热反应300min,所得反应液利用移液管除去上清液后,所得沉淀采用乙醇和水依次进行离心清洗至上清液无色透明,得到碳质球(css);
39.(2)将100mg所述碳质球分散于8ml无水乙醇中搅拌60min,得到碳质球溶液,将582mg co(no3)2·
6h2o(2mmol)溶解于2ml无水乙醇中,搅拌条件下将所得溶液再逐滴滴加至所述碳质球溶液中,搅拌12h后移入50ml离心管中,依次采用乙醇和dmf离心清洗至上清
液无色透明,得到吸附有co
2+
的碳质球;
40.(3)分别将0mg、25mg、50mg、75mg、100mg、200mg吸附有co
2+
的碳质球和113mg sncl2·
2h2o(0.5mmol),0.45g聚乙烯吡咯烷酮加入2.25ml的n-n二甲基甲酰胺(dmf)中,室温下以100rpm的速率搅拌12h,得到电纺溶液;
41.(4)将所述电纺溶液装入带有19g钝面不锈钢针头的5ml塑料注射器中进行静电纺丝,在针尖和铝箔收集器之间施加15kv的电压,二者的距离固定为15cm,给量速度为0.0003mm/s,得到静电纺丝后的纳米纤维;
42.(5)将所述静电纺丝后的纳米纤维置于真空干燥箱中真空干燥9h,之后在空气中进行煅烧,煅烧温度为500℃,煅烧时间为2h,升温速率为2℃/min,得到不同碳质球掺杂量的链珠状氧化锡基异质纳米纤维气敏材料,分别简称为sno2、sn/co-25、sn/co-50、sn/co-75、sn/co-100、sn/co-200,其中最佳碳质球掺杂量的气敏材料为sn/co-100。
43.实施例3
44.本实施例提出一种链珠状氧化锡基异质纳米纤维气敏材料,其是通过下述方法制备得到:
45.(1)将5.9451g一水合葡萄糖(c6h
12
o6·
h2o)、0.1822g十六烷基三甲基溴化铵(ctab)、30ml去离子水混合后在50℃下搅拌1.5h混匀,转移至含有聚四氟乙烯内衬的水热反应釜中,180℃下水热反应300min,所得反应液利用移液管除去上清液后,所得沉淀采用乙醇和水依次进行离心清洗至上清液无色透明,得到碳质球(css);
46.(2)将100mg所述碳质球分散于8ml无水乙醇中搅拌60min,得到碳质球溶液,将475mgnicl2·
6h2o(2mmol)溶解于2ml无水乙醇中,搅拌条件下将所得溶液再逐滴滴加至所述碳质球溶液中,搅拌12h后移入50ml离心管中,依次采用乙醇和dmf离心清洗至上清液无色透明,得到吸附有ni
2+
的碳质球;
47.(3)分别将0mg、25mg、50mg、75mg、100mg、200mg吸附有ni
2+
的碳质球和113mg sncl2·
2h2o(0.5mmol),0.45g聚乙烯吡咯烷酮加入2.25ml的n-n二甲基甲酰胺(dmf)中,室温下以100rpm的速率搅拌12h,得到电纺溶液;
48.(4)将所述电纺溶液装入带有19g钝面不锈钢针头的5ml塑料注射器中进行静电纺丝,在针尖和铝箔收集器之间施加15kv的电压,二者的距离固定为15cm,给量速度为0.0003mm/s,得到静电纺丝后的纳米纤维;
49.(5)将所述静电纺丝后的纳米纤维置于真空干燥箱中真空干燥9h,之后在空气中进行煅烧,煅烧温度为500℃,煅烧时间为2h,升温速率为2℃/min,得到不同碳质球掺杂量的链珠状氧化锡基异质纳米纤维气敏材料,分别简称为sno2、sn/ni-25、sn/ni-50、sn/ni-75、sn/ni-100、sn/ni-200,其中最佳碳质球掺杂量的气敏材料为sn/ni-50。
50.实施例4
51.本实施例提出一种链珠状氧化锡基异质纳米纤维气敏材料,其是通过下述方法制备得到:
52.(1)将5.9451g一水合葡萄糖(c6h
12
o6·
h2o)、0.1822g十六烷基三甲基溴化铵(ctab)、30ml去离子水混合后在50℃下搅拌1.5h混匀,转移至含有聚四氟乙烯内衬的水热反应釜中,180℃下水热反应300min,所得反应液利用移液管除去上清液后,所得沉淀采用乙醇和水依次进行离心清洗至上清液无色透明,得到碳质球(css);
53.(2)将100mg所述碳质球分散于8ml无水乙醇中搅拌60min,得到碳质球溶液,将483mg cu(no3)2·
3h2o(2mmol)溶解于2ml无水乙醇中,搅拌条件下将所得溶液再逐滴滴加至所述碳质球溶液中,搅拌12h后移入50ml离心管中,依次采用乙醇和dmf离心清洗至上清液无色透明,得到吸附有cu
2+
的碳质球;
54.(3)分别将0mg、25mg、50mg、75mg、100mg、200mg吸附有cu
2+
的碳质球和113mg sncl2·
2h2o(0.5mmol),0.45g聚乙烯吡咯烷酮加入2.25ml的n-n二甲基甲酰胺(dmf)中,室温下以100rpm的速率搅拌12h,得到电纺溶液;
55.(4)将所述电纺溶液装入带有19g钝面不锈钢针头的5ml塑料注射器中进行静电纺丝,在针尖和铝箔收集器之间施加15kv的电压,二者的距离固定为15cm,给量速度为0.0003mm/s,得到静电纺丝后的纳米纤维;
56.(5)将所述静电纺丝后的纳米纤维置于真空干燥箱中真空干燥9h,之后在空气中进行煅烧,煅烧温度为500℃,煅烧时间为2h,升温速率为2℃/min,得到不同碳质球掺杂量的链珠状氧化锡基异质纳米纤维气敏材料,分别简称为sno2、sn/cu-25、sn/cu-50、sn/cu-75、sn/cu-100、sn/cu-200,其中最佳碳质球掺杂量的气敏材料为sn/cu-50。
57.实施例5
58.本实施例提出一种链珠状氧化锡基异质纳米纤维气敏材料,其是通过下述方法制备得到:
59.(1)将5.9451g一水合葡萄糖(c6h
12
o6·
h2o)、0.1822g十六烷基三甲基溴化铵(ctab)、30ml去离子水混合后在50℃下搅拌1.5h混匀,转移至含有聚四氟乙烯内衬的水热反应釜中,180℃下水热反应300min,所得反应液利用移液管除去上清液后,所得沉淀采用乙醇和水依次进行离心清洗至上清液无色透明,得到碳质球(css);
60.(2)将100mg所述碳质球分散于8ml无水乙醇中搅拌60min,得到碳质球溶液,将595mgzn(no3)2·
6h2o(2mmol)溶解于2ml无水乙醇中,搅拌条件下将所得溶液再逐滴滴加至所述碳质球溶液中,搅拌12h后移入50ml离心管中,依次采用乙醇和dmf离心清洗至上清液无色透明,得到吸附有zn
2+
的碳质球;
61.(3)分别将0mg、25mg、50mg、75mg、100mg、200mg吸附有zn
2+
的碳质球和113mg sncl2·
2h2o(0.5mmol),0.45g聚乙烯吡咯烷酮加入2.25ml的n-n二甲基甲酰胺(dmf)中,室温下以100rpm的速率搅拌12h,得到电纺溶液;
62.(4)将所述电纺溶液装入带有19g钝面不锈钢针头的5ml塑料注射器中进行静电纺丝,在针尖和铝箔收集器之间施加15kv的电压,二者的距离固定为15cm,给量速度为0.0003mm/s,得到静电纺丝后的纳米纤维;
63.(5)将所述静电纺丝后的纳米纤维置于真空干燥箱中真空干燥9h,之后在空气中进行煅烧,煅烧温度为500℃,煅烧时间为2h,升温速率为2℃/min,得到最佳碳质球掺杂量的链珠状氧化锡基异质纳米纤维气敏材料,分别简称为sno2、sn/zn-25、sn/zn-50、sn/zn-75、sn/zn-100、sn/zn-200,其中最佳碳质球掺杂量的气敏材料为sn/zn-75。
64.对比例1
65.本对比例提出一种氧化锡基异质纳米纤维气敏材料,其是通过下述方法制备得到:
66.(1)将5.9451g一水合葡萄糖(c6h
12
o6·
h2o)、0.1822g十六烷基三甲基溴化铵
(ctab)、30ml去离子水混合后在50℃下搅拌1.5h混匀,转移至含有聚四氟乙烯内衬的水热反应釜中,180℃下水热反应300min,所得反应液利用移液管除去上清液后,所得沉淀采用乙醇和水依次进行离心清洗至上清液无色透明,得到碳质球(css);
67.(2)将50mg碳质球和113mg sncl2·
2h2o(0.5mmol),0.45g聚乙烯吡咯烷酮加入2.25ml的n-n二甲基甲酰胺(dmf)中,室温下以100rpm的速率搅拌12h,得到电纺溶液;
68.(3)将所述电纺溶液装入带有19g钝面不锈钢针头的5ml塑料注射器中进行静电纺丝,在针尖和铝箔收集器之间施加15kv的电压,二者的距离固定为15cm,给量速度为0.0003mm/s,得到静电纺丝后的纳米纤维;
69.(4)将所述静电纺丝后的纳米纤维置于真空干燥箱中真空干燥9h,之后在空气中进行煅烧,煅烧温度为500℃,煅烧时间为2h,升温速率为2℃/min,得到氧化锡基异质纳米纤维气敏材料,简称为sno2/css-50。
70.图1为实施例1-5所述链珠状氧化锡基异质纳米纤维气敏材料的制备流程图。由图1可知,水热反应合成碳质球并进行离子吸附后,运用静电纺丝技术及空气下高温煅烧后形成以碳质球为模板的氧化锡基异质纳米纤维气敏材料。
71.图2为实施例1-5所得100mg碳质球掺杂量的气敏材料的扫描电子显微镜图:图2(a)为sno2气敏材料的扫描电子显微镜图;图2(b)为sn/fe-100气敏材料的扫描电子显微镜图;图2(c)为sn/co-100气敏材料的扫描电子显微镜图;图2(d)为sn/ni-100气敏材料的扫描电子显微镜图;图2(e)为sn/cu-100气敏材料的扫描电子显微镜图;图2(f)为sn/zn-100气敏材料的扫描电子显微镜图;图2中的插图分别为对应所述气敏材料的透射电子显微镜图片。由图2可知,所得气敏材料纤维结构上存在多个异质结的结构,整体呈现出链珠状的微观结构。
72.性能测试:
73.分别将实施例1-5和对比例1所得氧化锡基异质纳米纤维气敏材料的薄膜均匀平铺在陶瓷片表面上,滴加一滴去离子水,待陶瓷片晾干得到实施例所述气敏材料的气敏元件以及对比例所述气敏材料的气敏元件。
74.将所述气敏元件进行气敏测试,具体将上述制作的气敏元件放入气敏测试气室中,连接皮安表给材料施加10v的偏压,电压表用于控制温度;电路连接完成后,向气室中通入干燥空气,待测试基线后通入定量的待测气体,测试完成后再次通入干燥空气使基线恢复,同时记录响应/恢复时间,测试结果如图3-4所示:
75.图3为实施例1和对比例1所得气敏材料用于气敏传感器时对100ppm正丙醇的灵敏度检测图;图3(a)为实施例1和对比例1所得气敏材料用于气敏传感器在不同工作温度下对100ppm正丙醇的响应曲线,可知碳质球最佳掺杂量为50mg,最佳响应温度为250℃;图3(b)为实施例1所得最佳碳质球掺杂量的气敏材料用于气敏传感器在最佳工作温度250℃条件下对100ppm正丙醇的响应和恢复时间曲线,可知响应时间为25s,恢复时间为37s,说明该气敏元件具有较好的响应及恢复特性;图3(c)为实施例1所得最佳碳质球掺杂量的气敏材料用于气敏传感器在最佳工作温度250℃条件下对1-100ppm正丙醇气体的实时响应曲线;其插图为线性拟合曲线,可知所述纳米纤维对1-100ppm正丙醇响应的线性度较好;图3(d)为实施例1所得最佳碳质球掺杂量的气敏材料用于气敏传感器时对不同气体的选择性测试图,可知实施例1所得气敏材料对正丙醇气体具有良好的选择性和灵敏度,而对其他气体的
响应相对较弱,这可能与其材料形成的纳米级n-n结的协同作用有关。
76.图4为实施例2-5所得最佳碳质球掺杂量的气敏材料用于气敏传感器时对不同气体的选择性测试图;图4(a)为实施例2所得最佳碳质球掺杂量的气敏材料用于气敏传感器时对不同气体的选择性测试图,可知实施例2所得气敏材料对丙酮具有良好的选择性和灵敏度,而对其他气体的响应相对较弱;图4(b)为实施例3所得最佳碳质球掺杂量的气敏材料用于气敏传感器时对不同气体的选择性测试图,可知实施例3所得气敏材料对三乙胺具有良好的选择性和灵敏度,而对其他气体的响应相对较弱;图4(c)为实施例4所得最佳碳质球掺杂量的气敏材料用于气敏传感器时对不同气体的选择性测试图,可知实施例4所得气敏材料对乙硫醇具有良好的选择性和灵敏度,而对其他气体的响应相对较弱;图4(d)为实施例5所得最佳碳质球掺杂量的气敏材料用于气敏传感器时对不同气体的选择性测试图,可知实施例5所得气敏材料对正丁醇具有良好的选择性和灵敏度,而对其他气体的响应相对较弱。
77.以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
技术特征:1.一种链珠状氧化锡基异质纳米纤维气敏材料的制备方法,其特征在于,包括:利用静电纺丝技术合成纳米纤维,并在空气中煅烧,即得到所述异质纳米纤维气敏材料;其中,静电纺丝所需的电纺溶液包括锡盐、吸附金属离子的碳质球和聚合物。2.根据权利要求1所述链珠状氧化锡基异质纳米纤维气敏材料的制备方法,其特征在于,电纺溶液中,所述锡盐优选为氯化亚锡、草酸亚锡、四氯化锡或硫酸亚锡中的至少一种;所述金属离子优选为铁离子、钴离子、铜离子、镍离子或锌离子中的至少一种;所述聚合物优选为聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、聚丙烯腈或聚苯乙烯中的至少一种。3.根据权利要求1或2所述链珠状氧化锡基异质纳米纤维气敏材料的制备方法,其特征在于,所述吸附金属离子的碳质球是将碳质球加入含金属离子的溶液中搅拌吸附获得;优选地,所述碳质球是将葡萄糖进行水热反应后获得;优选地,所述碳质球粒径为700-800nm。4.根据权利要求1-3任一项所述链珠状氧化锡基异质纳米纤维气敏材料的制备方法,其特征在于,电纺溶液中,所述锡盐、吸附金属离子的碳质球以及聚合物的质量比为1:0.4-2:3-5。5.根据权利要求1-4任一项所述链珠状氧化锡基异质纳米纤维气敏材料的制备方法,其特征在于,所述电纺溶液中还包括有机溶剂;优选地,所述有机溶剂为n,n-二甲基甲酰胺、聚乙烯醇或甲酸中的至少一种。6.根据权利要求1-5任一项所述链珠状氧化锡基异质纳米纤维气敏材料的制备方法,其特征在于,所述静电纺丝的电压为14-16kv,针头距收集器的距离为10-20cm,给量速度为0.0002-0.0004mm/s。7.根据权利要求1-6任一项所述链珠状氧化锡基异质纳米纤维气敏材料的制备方法,其特征在于,所述煅烧的温度为450-550℃,时间为1-3h,升温速率为1-3℃/min。8.一种链珠状氧化锡基异质纳米纤维气敏材料,其特征在于,其是权利要求1-7任一项所述制备方法制备得到。9.一种权利要求8所述链珠状氧化锡基异质纳米纤维气敏材料在气敏传感器中的应用。10.根据权利要求9所述气敏材料在气敏传感器中的应用,其特征在于,所述气敏传感器为正丙醇、丙酮、三乙胺、乙硫醇或正丁醇气敏传感器。
技术总结本发明公开了一种链珠状氧化锡基异质纳米纤维气敏材料及其制备和应用,所述气敏材料的制备方法包括:利用静电纺丝技术合成纳米纤维,并在空气中煅烧,即得到所述异质纳米纤维气敏材料;其中,静电纺丝所需的电纺溶液包括锡盐、吸附金属离子的碳质球和聚合物。本发明所述气敏材料应用于气敏传感器时,可实现对正丙醇等多种挥发性有机物(VOCs)的高选择性、高灵敏度以及长期稳定检测。灵敏度以及长期稳定检测。灵敏度以及长期稳定检测。
技术研发人员:郭正 刘晨晨
受保护的技术使用者:安徽大学
技术研发日:2022.07.19
技术公布日:2022/11/1