[发明专利]氟硼酸盐改性金属氧化物气敏材料及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种氟硼酸盐改性金属氧化物气敏材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

将金属氧化物纳米材料与氟硼酸盐溶液混合，分散均匀，在设定温度下反应设定时间，使氟硼酸根离子水解产生的氟离子扩散进入金属氧化物的晶格中，实现氟离子的掺杂；且氟硼酸根在金属氧化物表面水解，在材料表面接枝BF₃基团，得到气敏材料。

2.根据权利要求1所述的氟硼酸盐改性金属氧化物气敏材料的制备方法，其特征在于：所述金属氧化物为氧化锌、三氧化钨、二氧化锡、氧化镍、四氧化三钴、氧化铜、二氧化铈、氧化铁、氧化钛、三氧化钼、氧化铟中的任意一种或几种。

3.根据权利要求1所述的氟硼酸盐改性金属氧化物气敏材料的制备方法，其特征在于：所述氟硼酸盐选自氟硼酸钠、氟硼酸钾或氟硼酸铵中的一种或几种；优选的，所述氟硼酸盐为氟硼酸钠。

4.根据权利要求3所述的氟硼酸盐改性金属氧化物气敏材料的制备方法，其特征在于：所述氟硼酸盐溶液的溶剂选自去离子水、无水乙醇、无水甲醇或N,N-二甲基甲酰胺的一种或几种；

优选的，所述氟硼酸盐溶液的溶剂为去离子水。

5.根据权利要求1所述的氟硼酸盐改性金属氧化物气敏材料的制备方法，其特征在于：氟硼酸盐溶液的浓度为0.01-5mol/L，优选浓度为0.05-1mol/L；

优选的，每毫升氟硼酸盐溶液中加入的金属氧化物纳米材料的量为1-10mg，优选为2.5-5mg。

6.根据权利要求1所述的氟硼酸盐改性金属氧化物气敏材料的制备方法，其特征在于：金属氧化物纳米材料与氟硼酸盐溶液混合过程中，超声处理的时间为5-30min，优选为5-15min。

7.根据权利要求1所述的氟硼酸盐改性金属氧化物气敏材料的制备方法，其特征在于：金属氧化物纳米材料与氟硼酸盐反应的温度为10-80℃，时间为1-10h；优选的，反应温度为25℃，反应时间为4-6h。

8.一种氟硼酸盐改性金属氧化物气敏材料，其特征在于：由权利要求1-7任一所述制备方法制备而成，金属氧化物纳米材料的表面接枝有BF₃基团，且晶格中有氟离子掺杂。

9.权利要求8所述氟硼酸盐改性金属氧化物气敏材料在气体检测中的应用，尤其在高湿环境下气体检测中的应用。

10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于：所述气体为二氧化氮、硫化氢、一氧化碳或二氧化硫；

优选的，检测环境的相对湿度为RH10-RH90。