[发明专利]双贵金属修饰有机-无机杂化钙钛矿衍生复合氧化物半导体材料、其制备方法及其应用在审
申请号: | 202210630028.8 | 申请日: | 2022-06-06 |
公开(公告)号: | CN115112721A | 公开(公告)日: | 2022-09-27 |
发明(设计)人: | 王晓红;徐甲强;刘涵;陈伊璐 | 申请(专利权)人: | 上海大学 |
主分类号: | G01N27/12 | 分类号: | G01N27/12 |
代理公司: | 上海上大专利事务所(普通合伙) 31205 | 代理人: | 顾勇华 |
地址: | 200444*** | 国省代码: | 上海;31 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 贵金属 修饰 有机 无机 杂化钙钛矿 衍生 复合 氧化物 半导体材料 制备 方法 及其 应用 | ||
本发明公开了一种双贵金属修饰有机‑无机杂化钙钛矿衍生复合氧化物半导体材料、其制备方法及其应用。本发明通过湿化学法合成CH3NH3SnI3并通过在不同温度下焙烧形成CH3NH3SnI3‑SnO2复合氧化物,在合成过程中引入贵金属对其进行修饰,获得双贵金属Pd‑Au修饰的复合材料。CH3NH3SnI3和SnO2复合形成Z型材料,加快了SnO2的活化,同时避免了电子和空穴的复合,提高了材料的CO气敏性能,而Pd和Au的协同作用,则使材料的性能进一步提高,其对CO具有较高的响应值,较快的响应恢复速率,较好的稳定性和选择性。本发明制备方法简单,易于实施,适合推广应用。
技术领域
本发明涉及纳米材料科学以及半导体气体传感器技术领域,特别涉及一种Pd-Au双金属修饰有机-无机杂化钙钛矿衍生CH3NH3SnI3-SnO2复合半导体CO气敏材料及其制备方法及其应用。
背景技术
CO是一种无色无味的有毒气体,是大气中的主要污染物之一,一般由工业活动和汽车尾气产生。长时间接触低浓度的CO对心血管系统、神经系统乃至对后代均有一定的影响。当空气中CO浓度达到160ppm时,几小时后人会感到轻度头痛;CO浓度达到480ppm时,将使人产生轻微中毒,出现耳鸣、头晕、头痛、心跳加速等现象;CO浓度达到1280ppm时,将使人产生严重中毒,失去行动能力,感觉迟钝;CO浓度达到4000ppm时,在很短时间内,人体失去知觉、痉挛甚至死亡(《科技资讯》15,08(2007)132-134)。因此发展CO检测技术非常必要。
半导体气体传感器具有灵敏度高、稳定性好、便于制造和维护等优点,在环境监测、公共安全和工业控制等领域应用较为广泛。大量基于半导体的传感器材料如SnO2等可对CO检测表现出良好的性能。SnO2是一种n型半导体氧化物,因表面具有较多的氧缺陷而对许多气体都比较敏感。该材料具有响应速度快,灵敏度高,性质稳定等优点,是常用的半导体气体传感器材料,但纯的半导体氧化物材料的工作温度通常会比较高,这不仅会增加能源的消耗和危险性,而且加热过程会导致气敏材料的烧结进而影响其性能。另外,纯的SnO2材料的选择性也比较差,响应和恢复也比较慢。已有大量研究表明,在金属氧化物半导体材料表面负载如Au等贵金属或者贵金属氧化物可以显著提高金属氧化物的气敏性能。其作用机理主要包括电子作用和化学作用。前者指贵金属氧化物与金属氧化物材料接触后会夺走金属氧化物材料表面的电子,形成耗尽层,促进阻值变化。后者指贵金属及其氧化物的催化作用可以增加材料表面的活性位点,使材料吸附更多的气体,加快响应恢复速度。
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