[发明专利]一种SnO2/MoSe2

说明书

本发明公开了一种SnO₂/MoSe₂复合材料，所述复合材料由直径为100‑200nm的MoSe₂材料和直径为5‑10nm的SnO₂纳米颗粒构成；所述MoSe₂材料具有花状多孔分级结构，其是由厚度为2‑5nm的MoSe₂纳米片构成；所述SnO₂纳米颗粒负载在所述MoSe₂材料上；其中，所述MoSe₂材料与SnO₂纳米颗粒的质量比为(1.5‑2.5):1。本发明还公开了其制备方法和用于在大气环境中检测NO₂气体的应用。本发明的材料作为气敏材料应用于气敏传感器中，可以实现在室温条件下对NO₂气体进行高灵敏度和低检测限的检测，并且对NO₂的气敏检测有极高的选择性，具有广阔的实用前景。

技术领域

本发明涉及复合材料技术领域，尤其涉及一种SnO₂/MoSe₂复合材料及其制备方法和应用。

背景技术

二氧化氮(NO₂)是工业生产过程中最容易产生的气体，同时也是汽车尾气排放废气的主要成分之一，NO₂在高温下是棕红色有毒气体。在低温下(021.5℃)，NO₂与N₂O₄混合而共存，具有一定的刺激性，它不仅能引发光化学污染和酸雨，而且也危害人们的健康，根据美国环境署的研究报告，低浓度的NO₂(≦60ppb)即可能会增加儿童呼吸系统急性疾病的发病率。目前，现代社会中NO₂主要来源于汽车尾气、锅炉尾气等化石燃料燃烧过程中的排放，日益发展的经济导致大量的NO₂排放造成了各种环境问题，包括对湿地与陆地植物竞争和成分变化的影响、大气能见度的降低、水体的酸化和富营养化(由缺氧导致的水体中富含P、N等营养的藻类增殖)以及水中有害鱼类和其他水生物种毒素含量的增加。为了进一步有效监控环境中NO₂含量，高性能NO₂气体传感器的研制越来越受到科研工作者的关注。在诸多类型传感器中，半导体氧化物气体传感器具有很高的灵敏度且具有稳定性高、响应恢复速度快的优点，部分产品已经在石油化工、农业生产、工业/汽车废气处理、制药工程、家居环保等领域上得到应用。

NO₂气敏传感器的核心部件是气敏材料，优良的气敏材料可以提高传感器的响应速度和灵敏度，降低传感器的工作温度，提高传感器的选择性、稳定性、重复使用性等。在众多半导体类气敏材料中，SnO₂是一种良好的气体敏感材料，它是n型宽能隙的半导体，带隙宽度为3.4-3.7eV，理想的SnO₂气敏材料具有可测量气体范围广、脱附速率快、稳定性好等优点，但是到目前为止报道的传统SnO₂气敏材料，由于在实际样品制备过程中存在着结晶度差，晶格存在缺陷，比表面积过低等问题，从而导致其表面产生着大量的氧空位、表面功能基团等活性位点，这些活性位点使得SnO₂材料可以同时与多种气体分子进行相互化学作用，从而导致SnO₂气敏材料对NO₂分子的选择性检测能力很低，因此，在针对性检测污染气体的实际应用环境中易受到空气中其他杂质气体产生的信号干扰，降低检测的准确度；另外，传统SnO₂气敏材料使用的寿命相对较短，也限制了其在气敏检测过程中测试结果的可靠性；最后，在气敏性能检测过程中绝大部分报道的SnO₂气敏材料需要较高的工作温度(通常高于300℃)，大大提高了其应用成本和限制了使用条件。因此，单一SnO₂组分材料已经越来越不能满足人们对现代气敏检测性能的更高需求。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种SnO₂/MoSe₂复合材料及其制备方法和应用。