[发明专利]一种氧化铟/掺金氧化铟纳米球气敏材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种氧化铟/掺金氧化铟纳米球气敏材料的制备方法，包括以下步骤：利用TA低聚物采用金属‑有机配位交联的方式制备氧化铟纳米球及掺金氧化铟纳米球，该方法能够规模化生产氧化铟/掺金氧化铟纳米球，且具有操作简单及成本低的特点。

技术领域

本发明属于气敏材料技术领域，涉及一种氧化铟/掺金氧化铟纳米球气敏材料的制备方法。

背景技术

甲醛是一种典型的室内污染物，被国际癌症研究机构(IARC)列为主要致癌物质，但其在住宅、酒店、娱乐场所、办公室、商场以及车辆中等许多日常生活区普遍存在。甲醛作为一种严重的有毒气体，可引起眼睛发痒、喉咙痛、喘息及多种癌症。碳材料、半导体金属氧化物和有机聚合物已广泛用于检测甲醛。半导体金属氧化物，如In₂O₃、Co₃O₄、ZnO等，由于它们与甲醛的大量表面反应、易于使用和广泛的可用性而受到关注。其中，In₂O₃因其表现出多功能的传感能力和出色的化学稳定性而受到特别关注

然而，传统的In₂O₃合成方法操作复杂、合成成本较高，传感器显示出较差的选择性，较长的响应/恢复时间和较高的工作温度。因此，迫切发展一种操作简单、合成成本低、易于规模化生产的高活性氧化铟纳米球制备方法，从而进一步提高气体传感器的性能，使其更好地用于气体检测领域，同时，此方法也能简单地合成掺金氧化铟纳米球。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种氧化铟/掺金氧化铟纳米球气敏材料的制备方法，该方法能够规模化生产氧化铟/掺金氧化铟纳米球，且具有操作简单及成本低的特点。

为达到上述目的，本发明所述的氧化铟/掺金氧化铟纳米球气敏材料的制备方法，包括以下步骤：在乙醇和水的混合溶剂中，且在弱碱性条件下，采用甲醛作为交联剂，将单宁酸共价交联为TA低聚物，利用TA低聚物采用金属-有机配位交联的方式制备氧化铟纳米球及掺金氧化铟纳米球。

利用TA低聚物采用金属-有机配位交联的方式制备氧化铟纳米球的具体过程为：

将InCl₃·4H₂O与TA低聚物采用金属-有机配位交联形成In-TA聚合物纳米球，再将In-TA聚合物纳米球在空气中焙烧，得氧化铟纳米球。

氧化铟纳米球的粒径均为50-70nm，比表面积为80-90m²/g。

InCl₃·4H₂O中的金属铟离子与TA低聚物中的TA的摩尔比为(0.3-1.5)：1。

焙烧时间为2-3h。

利用TA低聚物采用金属-有机配位交联的方式制备掺金氧化铟纳米球的具体过程为：

将InCl₃·4H₂O、氯金酸及TA低聚物采用金属-有机配位交联的方式形成金/铟-TA聚合物纳米球，再将Au/In-TA聚合物纳米球在空气中焙烧，得掺金氧化铟纳米球。

掺金氧化铟纳米球的粒径为50-70nm，比表面积为90-110m²/g。

InCl₃·4H₂O中的金属铟离子与TA低聚物中的TA的摩尔比为(0.3-1.5)：1；氯金酸中的金与InCl₃·4H₂O中的金属铟离子的质量比为(0.2-6)：1。

焙烧时间为2-3h。

所述TA低聚物的制备过程为：