[发明专利]一种基于MOF模板合成ZnO负载三氧化二铁纳米异质结构的气敏元件的方法

权利要求书

1.一种基于MOF模板合成ZnO负载α-Fe₂O₃纳米异质结构的气敏元件的方法，其特征在于：具体包括以下步骤：

（1）通过溶剂热法得到MIL-88A纳米棒，在空气中经煅烧后得到多孔α-Fe₂O₃纳米棒；

（2）以步骤（1）制得的多孔α-Fe₂O₃纳米棒为基底，以甲醇和水为混合溶剂，将多孔α-Fe₂O₃纳米棒先后浸泡在含醋酸锌的溶液以及含富马酸的溶液中，所得混合溶液放入高压反应釜中，进行溶剂热反应；

（3）将步骤（2）溶剂热反应后离心所得粉末重复上述的浸泡过程和溶剂热反应0-4次；

（4）将步骤（3）所得产物离心、洗涤、干燥后得到Zn-MOF/α-Fe₂O₃粉末，将所得Zn-MOF/α-Fe₂O₃粉末置于马弗炉中，在空气中煅烧，得到ZnO/α-Fe₂O₃异质结构纳米粉末；

（5）在步骤（4）得到的纳米粉末中加入1滴松油醇研磨均匀后，涂抹在陶瓷管上，自然晾干后，并将其置于马弗炉中，煅烧后制成所述气敏元件；

所述步骤（2）中，以多孔α-Fe2O3纳米棒为基底，以甲醇和水为混合溶剂，将多孔α-Fe2O3纳米棒先后浸泡在含醋酸锌的溶液以及含富马酸的溶液中的具体过程为：先将步骤（1）得到的多孔α-Fe2O3纳米棒溶解在30 mL甲醇和10mL水的混合溶液中，搅拌10min后加入二水合醋酸锌，超声2min后强烈搅拌1h，混合溶液离心分离；离心所得粉末溶解在30 mL甲醇和10mL水的混合溶液中，搅拌10min后加入富马酸，混合溶液超声2min，强烈搅拌30 min；

所述步骤（2）所述的溶剂热反应，反应温度为100℃，反应时间为4 h；

所述步骤（4）中煅烧温度为400℃，煅烧时间为1 h，升温速率为1℃/min。

2.根据权利要求1所述的一种基于MOF模板合成ZnO负载α-Fe₂O₃纳米异质结构的气敏元件的方法，其特征在于：步骤（1）所述的MIL-88A纳米棒的制备方法为：在10mL去离子水中加入0.116g富马酸，搅拌60min，待富马酸完全溶解后，再加入0.27g六水合三氯化铁，继续搅拌30min，放入反应釜中100℃反应12 h。

3.根据权利要求1所述的一种基于MOF模板合成ZnO负载α-Fe₂O₃纳米异质结构的气敏元件的方法，其特征在于：步骤（1）中，利用MIL-88A纳米棒为前驱体经煅烧后合成多孔α-Fe₂O₃纳米棒，煅烧温度为500℃，煅烧时间为2 h，升温速率为1℃/min。

4.根据权利要求1所述的一种基于MOF模板合成ZnO负载α-Fe₂O₃纳米异质结构的气敏元件的方法，其特征在于：步骤（5）中煅烧温度为300℃，煅烧时间为2 h。