[发明专利]二氧化锡-多酸复合气体传感材料及其制备方法

说明书

本发明提供一种二氧化锡——多酸复合气体传感材料及其制备方法。所制备的多酸修饰二氧化锡纳米棒新材料可用于光电型气体传感器。该材料是以二氧化锡(SnO₂)纳米棒为主体，并用一种氰根金属配合物修饰的Dawson型磷钨酸盐((C₄H₁₀ON)₂₃[HN(CH₂CH₂OH)₃]₁₀H₂[Fe^III(CN)₆(α₂‑P₂W₁₇O₆₁Co^II)₄]·27H₂O)加以修饰所形成的二氧化锡——多酸复合材料。在室温环境中和氙灯的照射下，该传感器对有毒的甲醛和甲苯气体均有明显的传感检测性能。本发明提供的多酸——二氧化锡复合材料制备方法简单，适用于新型高性能气体传感器的开发和生产。

技术领域

本发明属于气体传感器技术领域，涉及一种二氧化锡——多酸复合气体传感材料及其制备方法。

背景技术

气体传感器是指将被测气体浓度转换为与其成一定关系的电量输出的装置或器件。它利用各种气体的物理性能和化学性能将环境中的被监测的气体的变化情况转化为易处理的电信号，从而使人们能正确有效的控制和应用。是实现自动检测和自动控制的首要环节。二氧化锡是一种典型的金属氧化物半导体气敏材料，能检测H₂、CH₄、丙烷、丁烷、天然气等可燃性气体，CO、NH₃、H₂S等有毒气体，乙酸、甲苯、二甲苯、汽油等有机溶剂和氟利昂、烟雾，鱼、肉的鲜度等。但是二氧化锡作为半导体气敏材料还存在着以下问题：

1、二氧化锡材料中，在电子跃迁到导带后，电子和空穴容易复合，从而影响电子的传输，导致气体传感检测信号的减弱。

2、目前的商品二氧化锡气体传感器往往要在高温条件下才能拥有气敏性能，而在室温下性能很差，这不利于对被测气体的实时监控。

如果通过引入其它化合物和二氧化锡形成复合材料，进而提高在室温下的气体传感性能，将会扩展二氧化锡气体传感器的应用。

多金属氧酸盐(即多酸，Polyoxometalates，POMs)是一类多核配合物，至今有近二百年的发展历史，已成为无机化学中的重要研究领域。多金属氧酸盐(简称多酸)是一类良好的电子接受体，可以通过捕获半导体导带的光生电子来抑制光生载流子的复合和促进光生载流子的迁移，有利于电子传递。因此，我们将多酸引入到二氧化锡中形成半导体光电复合材料，从而明显提高了二氧化锡气体传感器的检测性能。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种新型的二氧化锡——多酸复合气体传感材料及其制备方法。其中二氧化锡的形貌为纳米棒；多酸为一种氰根金属配合物修饰的Dawson型磷钨酸盐，其化学式为：(C₄H₁₀ON)₂₃[HN(CH₂CH₂OH)₃]₁₀H₂[Fe^III(CN)₆(α₂-P₂W₁₇O₆₁Co^II)₄]·27H₂O，C₄H₁₀ON为吗啉；HN(CH₂CH₂OH)₃为三乙醇胺；HN(CH₃)₃为三甲胺。