[发明专利]一种Au-WO3复合材料及其制备方法和应用

说明书

本发明属于纳米材料技术领域，特别公开了一种Au‑WO₃复合材料及其制备方法和应用。S1、以WCl₆为钨源、冰乙酸为溶剂，于180~240℃溶剂热反应12~24 h，反应结束后分离、洗涤、干燥，煅烧，即得WO₃中空球；S2、将S1得到的WO₃中空球浸渍在无水乙醇中0.5~2 h，然后将氯金酸溶液加入其中，浸渍3~5 h，然后分离、洗涤、干燥，煅烧，得到Au‑WO₃复合材料。本发明制备的Au‑WO₃复合材料可以用于检测甲苯气体。与单一WO₃材料相比，制备的Au‑WO₃复合材料实现了对甲苯气体高效的检测。

技术领域

本发明属于纳米材料技术领域，具体涉及一种Au-WO₃复合材料及其制备方法和应用。

背景技术

甲苯，是石油行业中常用的溶剂和添加剂，同时也是有机化工行业重要的原料。然而，甲苯极易挥发，并且甲苯蒸汽是易燃、易爆的气体。短时间处于甲苯的环境中，会使人疲劳、头晕，长时间处于甲苯环境中，会对人的中枢神经系统产生损害，甚至会诱导产生癌变。世界卫生组织（World Health Organization）对室内甲苯浓度的阀值浓度规定为0.07 ppm(Ceramics International,42(2016) 15119-41)。因此，实时监测工作和生活场所的甲苯浓度具有重要意义。

WO₃是一种重要的N型半导体材料，广泛用来检测H₂S、NO_x、丙酮、甲苯等气体，特别是碳氢化合物。然而，WO₃及WO₃基气敏材料，用于检测甲苯气体仍然面临着如何进一步提高灵敏度与选择性的问题。对氧化物进行贵金属修饰使其功能化，为提高氧化物的灵敏度和选择性提供了一条路径。贵金属的敏化作用分为电子敏化和化学敏化作用。电子敏化作用通过贵金属和金属氧化物接触形成的肖特基能垒，对电子的浓度重新调节；而化学敏化作用是贵金属与空气中的氧有着较强的作用力，能够提供更多的活性位点，同时由于自身的“溢出效应”，也能够降低反应的活化能，加快反应速率，从而提高气敏性能。

发明内容

本发明的目的旨在提供一种Au-WO₃复合材料及其制备方法和应用。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一种Au-WO₃复合材料，该复合材料整体呈中空球状，由WO₃中空球及均匀分布在其上的Au构成。

制备方法，包括以下步骤：

S1、制备WO₃中空球：

以WCl₆为钨源、冰乙酸为溶剂，于180~240 ℃溶剂热反应12~24 h，反应结束后分离、洗涤、干燥，煅烧，即得WO₃中空球；

S2、制备Au-WO₃复合材料：

将S1得到的WO₃中空球浸渍在无水乙醇中0.5~2 h，然后将氯金酸溶液加入其中，浸渍3~5 h，然后分离、洗涤、干燥，煅烧，得到Au-WO₃复合材料。

较好地，S1和S2中，300~500 ℃煅烧处理1~2 h。

最佳地，具体包括以下步骤：

S1、制备WO₃中空球：

S1.1、将0.30 g WCl₆加入40 mL冰乙酸中，机械搅拌溶解后，于180 ℃溶剂热反应12 h，反应结束后抽滤、洗涤、干燥；