[发明专利]一种基于氮化碳负载金属及金属氧化物复合材料的甲醇气体传感器的制备方法及应用

说明书

本发明涉及一种甲醇气体传感器的制备方法，具体是基于新型二维纳米复合材料所构建的气敏传感器，可用于检测环境中甲醛气体含量。属于新型纳米功能材料与环境监测技术领域。本发明首先制备了一种氮化碳上原位复合钴掺杂的氧化钼/二氧化钛纳米片，利用该材料大的比表面积、介孔高气体吸附特性和电子传递受材料表面气体变化而影响敏感的诸多特性，实现了对甲醇气体具有灵敏、快速响应的气敏传感器的构建。

技术领域

本发明涉及一种甲醇气体传感器的制备方法。属于新型纳米功能材料与环境监测技术领域。

背景技术

甲醇，系结构最为简单的饱和一元醇，是无色有酒精气味易挥发的液体。甲醇被大众所熟知，具有毒性。甲醇的毒性对人体的神经系统和血液系统影响最大，它经消化道、呼吸道或皮肤摄入都会产生毒性反应，甲醇蒸气能损害人的呼吸道粘膜和视力。急性中毒症状有：头疼、恶心、胃痛、疲倦、视力模糊以至失明，继而呼吸困难，最终导致呼吸中枢麻痹而死亡。

对于甲醇气体的检测方法主要有化学检验法和仪器检验法。化学检验法虽操作简单，但灵敏度不高以及无法重复使用等缺点；仪器检验法，主要使用甲醇气体检测仪表对空气中的甲醇气体浓度进行定量检测，具有灵敏度高、可重复使用、自动化程度高等优点，而被广泛应用到工业生产当中。

对于仪器检验法所使用的甲醇气体检测仪，最核心的部件是对甲醇气体具有定性定量响应的气敏传感器，也就是涂覆有不同纳米功能材料的气敏元件。气敏传感器是一种检测特定气体的传感器，原理是基于声表面波器件的波速和频率会随外界环境的变化而发生漂移。它主要包括半导体气敏传感器、接触燃烧式气敏传感器和电化学气敏传感器等，其中用的最多的是半导体气敏传感器。

灵敏度是气敏传感器气敏特性的重要表征。灵敏度定义为传感器在大气气氛中的电阻值R_a与传感器在一定浓度的被测气体气氛中的电阻值R_g的比值，即

因此，探究吸附性强、稳定性能好、催化活性高、对甲醇气体具有特异性识别和可定量检测的气敏传感材料，进而制备具有灵敏度高、响应快速、恢复时间短等特性的甲醇气体传感器对工业生产、人类健康具有重要的应用价值，同时也是环境监测技术领域研究的重点和难点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种制备简单、灵敏度高、检测快速的可用于甲醇气体检测的气敏传感器的制备方法，所制备的传感器，可用于甲醇气体的快速、灵敏检测。基于此目的，本发明首先制备了一种新型二维纳米复合材料，即氮化碳上原位复合钴掺杂的氧化钼/二氧化钛纳米片Co-MoO₃/TiO₂@g-C₃N₄，利用该材料大的比表面积、介孔高气体吸附特性和电子传递受材料表面气体变化而影响敏感的诸多特性，实现了对甲醇气体具有灵敏、快速响应的气敏传感器的构建。

本发明采用的技术方案如下：

1. 一种基于氮化碳负载金属及金属氧化物复合材料的甲醇气体传感器的制备方法，所述的氮化碳负载金属及金属氧化物复合材料为氮化碳上原位复合钴掺杂的氧化钼/二氧化钛纳米片的二维纳米复合材料Co-MoO₃/TiO₂@g-C₃N₄；

其特征在于，所述的制备方法包括以下制备步骤：

（1）Co-MoO₃/TiO₂@g-C₃N₄的制备；

（2）甲醇气体传感器的制备；