[发明专利]一种铁酸钙复合铁酸锌气体传感材料、制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种铁酸钙复合铁酸锌气体传感材料、制备方法和应用，该气体传感材料的铁酸钙与铁酸锌复合的摩尔数之比为1∶0.6~1.67。制备方法是：将氯化钙、六水氯化铁按摩尔数比为1∶2，加入到乙醇和乙二醇混合溶液中，磁力搅拌至少20分钟，将铁酸锌粉末与铁酸钙按摩尔数比1∶0.6~1.67，加入到混合溶液中，磁力搅拌30分钟以上，将溶液转入反应釜，加热温度为140~180℃，保温10小时以上，冷却到室温，经固液分离、干燥、研磨。该气体传感材料用于检测异戊二烯气体浓度。本发明与纯铁酸锌或纯铁酸钙相比，用于检测异戊二烯气体时，提高了异戊二烯检测的灵敏度，降低了工作温度。

技术领域

本发明属于气体检测技术领域，具体涉及一种气体传感材料、该材料的制备方法和应用。

背景技术

ZnFe₂O₄（铁酸锌）是典型的n型金属氧化物半导体材料。ZnFe₂O₄是一种三元金属氧化物半导体材料，具有禁带宽度窄、电子传递快和光学性能优异等特点，被广泛应用于光催化剂，锂离子电池，气体传感器，光电化学装置，电子器件和微波吸收器等领域。但在气体检测中，工作温度高（200℃），灵敏度低，选择性差，限制了ZnFe₂O₄在传感器领域中的应用。

文献“Mesoporous ZnFe₂O₄ prepared through hard template and its acetonesensing properties[J]”, Y.L. Wang, F.M. Liu, Q.Y. Zhang, Q.Y Yang, Y. Gao, P.Sun, T. Zhang, G.Y. Lu, Materials Letters. 183 (2016) 378–381. （“硬模板法制备介孔ZnFe₂O₄及其对丙酮的气敏性能”，Wang Yinglin，Materials Letters，第183期，第378–381页，2016年）记载：过硬模板法合成介孔结构的ZnFe₂O₄，该ZnFe₂O₄在最佳工作温度225°C下对100 ppm丙酮的灵敏度为11.6。

文献“Porous ZnFe₂O₄ nanorods with net-worked nanostructure for highlysensor response and fast response acetone gas sensor[J]”, L. Li, J. F. Tan,M. H. Dun, X. T. Huang, Sens. Actuators B Chem, 248 (2017) 85-91. （“具有网状结构的多孔ZnFe₂O₄纳米棒，对丙酮气体传感器表现出高灵敏度和快速的响应”，Li Long，孙建华，Sensors and Actuators B: Chemical，第248期，第85-91页，2017年），记载：以ZnFe₂(C₂O₄)₃前驱体为模板，通过简单的低温水热法合成多孔ZnFe₂O₄纳米棒，该ZnFe₂O₄纳米棒在260°C下对100 ppm丙酮的灵敏度为52.8。

异戊二烯是一种有毒有机化合物，严重危害人们的健康。异戊二烯检测一直困扰气体检测技术的一个难题，至今尚未开发出一种有效检测异戊二烯浓度的气体传感材料。

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复合铁酸锌气体传感材料，它能有效检测异戊二烯气体，且能降低铁酸锌材料的工作温度。本发明还提供一种铁酸钙复合铁酸锌气体传感材料的制备方法和应用。