[发明专利]一种甲烷传感器用陶瓷基复合材料的制备方法

摘要

本发明公开了一种甲烷传感器用陶瓷基复合材料的制备方法，包括以下步骤：一、采用NKBT‑LBT陶瓷作为基底材料；二、采用微乳液水热合成法制备ZSM‑5分子筛晶种；三、将ZSM‑5分子筛晶种与基底材料复合，经两次水热晶化处理后，得到甲烷传感器用陶瓷基复合材料。本发明采用ZSM‑5型分子筛膜涂覆基底材料，该膜优秀的物理吸附能力，先进且简单的生产工艺及应用决定了复合材料价格低廉、易于获取、制备工艺简单、适用于批量生产的特性。采用本发明制备的复合材料具有优良的气体吸附能力，同时随着气体吸附量的变化，引起微质量变化，使复合材料具有良好的频率灵敏度，可用作甲烷传感器探头材料。

主权项

1.一种甲烷传感器用陶瓷基复合材料的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、采用带孔道的NKBT‑LBT陶瓷作为基底材料；步骤二、采用微乳液水热合成法制备ZSM‑5分子筛晶种，具体过程为：步骤201、将Al(OH)3、NaOH和去离子水按摩尔比Al∶Na∶H2O＝1∶(6～7)∶(500～600)混合搅拌至固体物质完全溶解，得到铝源；将Na2SiO3·9H2O、NaOH和去离子水按摩尔比Si∶Na∶H2O＝(90～100)∶(6～7)∶(500～600)混合搅拌至固体物质完全溶解，得到硅源；步骤202、将步骤201中所述硅源和铝源按摩尔比Si∶Al＝(90～100)∶1混合均匀，然后在温度为20℃～25℃的条件下陈化0.5h～1.5h，得到硅铝酸盐凝胶；步骤203、将步骤202中所述硅铝酸盐凝胶在温度为70℃～90℃的条件下保温5h～7h进行水热晶化反应，得到晶化产物；步骤204、对步骤203中所述晶化产物进行离心处理，然后采用去离子水清洗至晶化产物表面的pH值为9～10，烘干后得到ZSM‑5分子筛晶种；步骤三、制备甲烷传感器用陶瓷基复合材料，具体过程为：步骤301、将步骤204中所述ZSM‑5分子筛晶种加入到去离子水中，然后加入γ‑氨丙基三乙氧基硅烷的乙醇溶液，混合均匀后超声振荡20min～30min，得到晶种液；步骤302、将步骤一中所述基底材料浸入步骤301中所述晶种液中静置5min～10min后取出，清洗干净后烘干，得到表面覆有ZSM‑5分子筛晶种的基底材料；步骤303、按照步骤201和步骤202所述方法制备硅铝酸盐凝胶，然后将步骤302中表面覆有ZSM‑5分子筛晶种的基底材料浸入硅铝酸盐凝胶中，在温度为60℃～90℃的条件下保温6h～9h进行水热晶化反应，之后将水热晶化反应后的基底材料用去离子水清洗至基底材料表面的pH值为9～10，烘干后得到表面覆有ZSM‑5分子筛膜层的基底材料；步骤304、对步骤303中所述表面覆有ZSM‑5分子筛膜层的基底材料重复步骤303中所述的制备硅铝酸盐凝胶、水热晶化、清洗和烘干工艺，最终得到甲烷传感器用陶瓷基复合材料。