[发明专利]一种经等离子处理的纳米纤维氢气传感材料的制备方法

说明书

本发明涉及一种经等离子处理的纳米纤维氢气传感材料制备方法，包括以下步骤：(1)采用无水乙醇、PVP、DMF、SnCl₂·H₂O、Zn(CH₃COO)₂·2H₂O混合溶液置于恒温磁力搅拌器上搅拌均匀，获得纺丝溶液；(2)将配制好的纺丝溶液进行静电纺丝，并沉积于铝箔上，获得纺丝纤维；(3)将纺丝纤维取下置于马弗炉中进行退火处理，获得氢气传感材料样品；(4)采用霍尔离子源对退火处理后的纺丝纤维进行真空氩气等离子处理；获得纳米纤维氢气传感材料。该方法通过静电纺丝制备纳米纤维，并通过霍尔离子源进行真空氩气等离子处理，制得的敏感材料具有极大的比较面积，对氢气具有快速响应和高灵敏度的气敏性能。

技术领域

本发明涉及气体传感器技术领域，涉及一种经等离子处理的纳米纤维氢气传感材料的制备方法。

背景技术

氢气由于其燃烧效率高、产物无污染等优点与太阳能、核能一起被称为三大新能源。作为一种新能源，氢气在航天、动力等领域广泛应用。但氢气分子很小，在生产、储存、运输和使用过程中易泄露，由于无色无味，不易察觉，且着火点和爆炸极限较低，遇到明火极易发生爆炸，故氢气在使用中必须利用氢气传感器对环境中的氢气含量进行检测并对其泄露进行监测。氢气传感器的关键在于气敏材料，气敏材料对氢气的响应特性直接影响传感器性能，因此如何制备具有高灵敏度氢敏特性的敏感层材料成为提升传感器性能的关键。

目前制备具有高灵敏度氢敏材料成为研究的热点，主要通过水热等方法制备纳米结构以增加气体吸附的比表面积，同时采用水热法贵金属掺杂来提高气敏选择性。中国专利文献(申请号为：201310522532.7)公开了一种利用铝掺杂二氧化锡花状微米球/纳米棒气敏材料的水热制备方法，它的步骤为：(1)将一定比例的五水四氯化锡和六水三氯化铝溶解在无水乙醇中，将一定量的氢氧化钠溶解于去离子水中；(2)将上述溶液在磁力搅拌器的作用下混合，并中速搅拌20-30min；(3)将搅拌后的溶液转入反应釜中，在设定的温度下反应一定时间后自然冷却至室温；(4)离心洗涤，干燥，得到掺杂二氧化锡粉体。

中国专利文献(申请号为：CN201610118627.6)公开了一种氧化钨纳米花氢气传感器的制备方法，包括以下步骤：(1)在衬底上生长出氧化钨纳米线，且钨粉贴附在其表面上；(2)将衬底上的钨粉生长为氧化钨纳米花结构体；(3)将衬底加热退火后，在氧化钨纳米花结构体上掺杂贵金属，得到氢气传感器敏感材料；(4)在氢气传感器敏感材料两端制备电极，再引线封装，得到氧化钨纳米花氢气传感器。将氧化钨纳米花通过水热法生长在衬底上再进行掺杂；多数氢气敏感材料制备涉及到复杂的反应和操作过程，如何简单高效稳定的制备氢敏材料还需寻求重大突破。

因此，有必要开发一种操作简单，工艺简且制备出的氢敏材料性能稳定高效的经等离子处理的纳米纤维氢气传感材料制备方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种操作简单，工艺简且制备出的氢敏材料性能稳定高效的经等离子处理的纳米纤维氢气传感材料制备方法，该方法能够有效提高气敏性能。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是，该经等离子处理的纳米纤维氢气传感材料制备方法，包括以下步骤：

(1)采用无水乙醇、PVP、DMF、SnCl₂·H₂O、Zn(CH₃COO)₂·2H₂O混合溶液置于恒温磁力搅拌器上搅拌均匀，获得纺丝溶液；

(2)将配制好的纺丝溶液进行静电纺丝，并沉积于铝箔上，获得纺丝纤维；

(3)将纺丝纤维取下置于马弗炉中进行退火处理，获得氢气传感材料样品；

(4)采用霍尔离子源对退火处理后的纺丝纤维进行真空氩气等离子处理；获得纳米纤维氢气传感材料。