[发明专利]一种铁酸钙气体传感材料、制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种铁酸钙气体传感材料、制备方法和应用，该气体传感材料为纳米立方体结构。制备方法是将氯化钙、氯化铁按摩尔数比为1∶2加入到乙醇和蒸馏水的混合溶液中，磁力搅拌至少20分钟；转入反应釜，加热温度为140~180℃，保温12小时以上；反应结束后，冷却到室温，经固液分离、干燥、研磨。铁酸钙气体传感材料通过简单的一步水热法合成，形貌结构独特，呈纳米立方体结构，用于检测还原性气体（甲醛、甲苯、氢气、一氧化碳、二氧化硫、氨气、丙酮），对甲醛表现出最优良的气敏性能，应用于气体检测技术领域。

技术领域

本发明属于气体检测技术领域，具体涉及一种甲醛传感材料和该材料的制备方法。

背景技术

甲醛是一种致癌致畸气体，即使在低浓度的情况下，也会导致严重的健康问题。因此，开发一种有效检测甲醛浓度的气体传感材料对人类健康和室内环境保护都至关重要。

CaFe₂O₄（铁酸钙）是一种p型三元金属氧化物半导体材料，具有优异的导电性、电子流动性、光学性能和窄禁带宽度等特点。CaFe₂O₄在光催化、电化学和光电化学等领域已经表现出出色的应用。

根据文献“Orthorhombic CaFe₂O₄: A promising p-type gas sensor[J]”， A. Šutka, M. Kodu, R. Pärna, R. Saar, I. Juhnevica, R. Jaaniso, V. Kisand, Sens.Actuators B Chem. 224 (2016) 260-265. （“正交CaFe₂O₄是一种很有前途的p型气体传感器”，安德里斯·苏特卡，Sensors and Actuators B: Chemical，第224期，第260-265页，2016年）记载：Šutka等人用溶胶自动燃烧法合成了CaFe₂O₄粉末，CaFe₂O₄在200°C下对100ppm乙醇表现出高响应（41.5）。

文献“Visible Light-Driven p-Type Semiconductor Gas Sensors Based onCaFe₂O₄ Nanoparticles[J]”，Qomaruddin, O. Casals, A. Šutka, T. Granz, A. Waag,H. S. Wasisto, J. D. Prades, C. Fàbrega, Sensors 20 (2020). （“基于 CaFe₂O₄纳米粒子的可见光驱动p型半导体气体传感器”，乔马鲁丁，Sensors，第20期，2020年），记载：Qomaruddin等人用溶胶凝胶自动燃烧法合成了纳米粒子结构的CaFe₂O₄，该CaFe₂O₄纳米粒子保持了各向异性形状，其粒径大小不均匀，分布范围广。

尽管CaFe₂O₄材料的气敏特性在气体传感器领域已经有了研究，但是，不同形貌结构的CaFe₂O₄用于检测各种还原性气体的气敏特性研究还远远不够。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明所要解决的技术问题就是提供一种铁酸钙气体传感材料，它能有效检测甲醛浓度。本发明还提供一种铁酸钙气体传感材料的制备方法和应用。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

本发明提供的一种铁酸钙气体传感材料为纳米立方体结构。

本发明提供的一种制备铁酸钙气体传感材料方法，包含以下步骤：