发明名称 |
一种适于低温酒精传感器的复合材料及其应用 |
摘要 |
本发明公开了一种适于低温酒精传感器的复合材料及其应用,是以TiO<sub>2</sub>纳米带为载体,其表面均匀分散着SnO<sub>2</sub>纳米颗粒和SnO<sub>2</sub>纳米片并形成SnO<sub>2</sub>/TiO<sub>2</sub>异质结的复合材料。本发明的产品利用SnO<sub>2</sub>的高能量暴露面和SnO<sub>2</sub>与TiO<sub>2</sub>之间形成的异质结构以及两者的协同作用,有效地降低了材料对气体响应的工作温度,并对酒精表现出良好的选择性,在制备低温选择性的酒精传感器中应用前景广大;且制备过程生产周期短,重复性好,原料丰富,成本低廉,适于规模化生产和推广。 |
申请公布号 |
CN105036068A |
申请公布日期 |
2015.11.11 |
申请号 |
CN201510337922.6 |
申请日期 |
2015.06.17 |
申请人 |
山东大学 |
发明人 |
桑元华;陈国辉;康学良;李海东;赵振环;张珊;陈晶;刘宏;于光伟 |
分类号 |
B82B1/00(2006.01)I;B82B3/00(2006.01)I;B82Y30/00(2011.01)I;B82Y40/00(2011.01)I;B82Y15/00(2011.01)I;G01N27/04(2006.01)I |
主分类号 |
B82B1/00(2006.01)I |
代理机构 |
济南圣达知识产权代理有限公司 37221 |
代理人 |
李健康 |
主权项 |
一种适于低温酒精传感器的复合材料,其特征在于,所述复合材料是以TiO<sub>2</sub>纳米带为载体,其表面均匀分散着SnO<sub>2</sub>纳米颗粒和SnO<sub>2</sub>纳米片并形成SnO<sub>2</sub>/TiO<sub>2</sub>异质结;其中,所述TiO<sub>2</sub>纳米带长度为5‑20μm,宽度为50‑200nm,厚度为30±5nm,所述SnO<sub>2</sub>纳米颗粒粒径为30±5nm,SnO<sub>2</sub>纳米片单片面积为400‑1000nm<sup>2</sup>,厚度为20±5nm,SnO<sub>2</sub>在所述适于低温酒精传感器的复合材料中占的质量分数为40%~80%;且该适于低温酒精传感器的复合材料由以下方法制得:(1)向摩尔浓度为0.5~1mol/L的SnCl<sub>2</sub>·2H<sub>2</sub>O溶液中,依次加入等体积的摩尔浓度为1~2mol/L的Na<sub>3</sub>C<sub>6</sub>H<sub>5</sub>O<sub>7</sub>·2H<sub>2</sub>O溶液和摩尔浓度为0.05~0.1mol/L的NaOH溶液,搅拌30±10min,得到前驱体锡溶液;(2)以钛与锡元素摩尔比值为0.1~1向前驱体锡溶液中加入TiO<sub>2</sub>纳米带,搅拌1±0.5h后转入反应釜中,在180±10℃下水热反应12±2h,待反应完毕后自然冷却,水洗产物6~8次并在70±20℃下干燥12±2h,Sn<sup>2+</sup>被部分氧化成Sn<sup>4+</sup>得到Sn<sub>3</sub>O<sub>4</sub>纳米片,Sn<sub>3</sub>O<sub>4</sub>纳米片垂直生长在TiO<sub>2</sub>纳米带表面形成中间产物异质结构Sn<sub>3</sub>O<sub>4</sub>/TiO<sub>2</sub>;(3)将中间产物异质结构Sn<sub>3</sub>O<sub>4</sub>/TiO<sub>2</sub>放入管式炉中,以升温速率10±5℃/min升温至400~700℃,加热时间为0.5~2h,期间通入氧气,气流大小控制在100±20mL/min,热处理完毕后,以速率20±5℃/min降温至室温,Sn<sup>2+</sup>被完全氧化得到以TiO<sub>2</sub>纳米带为载体,其表面均匀分散着SnO<sub>2</sub>纳米颗粒和SnO<sub>2</sub>纳米片并形成SnO<sub>2</sub>/TiO<sub>2</sub>异质结的复合材料,即为适于低温酒精传感器的复合材料。 |
地址 |
250061 山东省济南市历城区山大南路27号 |