[发明专利]一种用于室温检测ppb级NO2

说明书

本发明涉及NO₂气体检测技术领域，特指一种用于室温检测ppb级NO₂的气敏材料及制备方法。制备方法包括:(1)多层Ti₃C₂ MXene的合成；(2)ZnO/Ti₃C₂的合成；(3)ZnO_1‑x/Ti₃C₂合成；(4)气敏元件的制作。该制备方法工艺简便、成本低，利用该方法制备的ZnO_1‑x/Ti₃C₂复合材料中ZnO具有丰富的氧空位，且复合材料具有肖特基异质结构，在室温下对0.01、1和10ppm NO₂的响应(ΔR/R_a)分别为0.03、0.21和2.28。此外，ZnO_1‑x/Ti₃C₂复合材料可以在不同的湿度下有效地检测低浓度的NO₂，且该复合材料还具有良好的重复性和长期稳定性。

技术领域

本发明涉及NO₂气体检测技术领域，特指一种用于室温检测ppb级NO₂的气敏材料及制备方法。

背景技术

随着化工和汽车工业的发展，大量使用化石燃料造成的环境污染日益严重，一直困扰着人类，已成为世界性的重大问题。大量温室气体排放会导致全球大气变暖，对环境构成巨大威胁。主要由煤和石油产品燃烧排放的有害气体给地球带来了严重的雾霾。空气污染因素需要人类的广泛关注、快速分析、有效控制和适当的处理。在各种大气污染物中，二氧化氮(NO₂)是化石燃料燃烧和汽车尾气排放的典型副产物之一。当NO₂排放到大气中后，雨天会形成HNO₃和HNO₂等酸性物质，从而形成酸雨。此外，这种气体在极低浓度(10ppm)时会麻痹人类的嗅觉，从而导致咳嗽和恶心，特别是长期吸入低浓度的NO₂会导致人类患慢性支气管炎和肺气肿。气体传感器设备是一种可以检测未知有害气体污染物的有效的方法。气敏材料通常由金属氧化物制得，然而，金属氧化物气体传感器的主要缺点是工作温度高，这会诱导晶体的热生长，从而降低灵敏度、稳定性和使用寿命，并增加能量消耗。因此，迫切需要在较低的工作温度下设计和制造高性能气敏材料。