[发明专利]一种基于氧化铜-氧化锡核壳纳米线结构的气敏纳米材料、制备工艺及其应用

摘要

本发明公开了一种基于氧化铜‑氧化锡核壳纳米线结构的气敏纳米材料、制备工艺及其应用。本发明氧化铜核层纳米线的制备采用合成条件极其简单的化学溶液法，结合壳层的原子层沉积技术，得到了氧化铜/氧化锡核壳结构纳米线。与现有制备工艺相比，本发明具有可重复性强，成品率高，制备效率高，可规模化生产等优点。本发明构建的基于p‑n异质结的核壳结构，其应用于气体传感时灵敏度大幅提升，响应时间和恢复时间则大幅缩减，展现了更加优异的气敏性能。本发明的气敏纳米材料能够对微量有机挥发性气体进行检测，并且对甲醛气体具有优异的选择性，为气体监测领域开发高灵敏度、高稳定性的气体传感器提供了坚实的技术支持。

主权项

1.一种基于氧化铜‑氧化锡核壳纳米线结构的气敏纳米材料的制备工艺，其特征在于，具体步骤如下：（1）配制NaOH和(NH4)2S2O8的混合溶液，混合溶液中，NaOH的浓度为1~1.5mol/L，(NH4)2S2O8的浓度 为0.05~0.075 mol/L；（2）将清洗干燥后的泡沫铜作为衬底和源材料，竖直浸泡于混合溶液中10~15 min，浸泡结束后，取出泡沫铜，泡沫铜表面生长出浅蓝色的Cu(OH)2纳米线，去离子水清洗，吹干；（3）将Cu(OH)2纳米线从泡沫铜衬底上超声分离，均匀分散在去离子水中，再将得到的质量体积比为1~5 mg/ml的悬浮液滴在标准清洗过的石英片衬底上，空气中50~80℃的温度下烘烤直至完全干燥；（4）将涂有Cu(OH)2纳米线的石英片放入原子层沉积薄膜系统的反应腔中，采用原子层沉积技术制备SnO2壳层薄膜，其中设定反应温度为180~220 ℃，选择四（二甲氨基）锡TDMASn作为锡源，去离子水作为氧源，设定固态锡源TDMASn的加热温度为45~50 ℃；（5） 将上述经原子层沉积制备得到的样品放入马弗炉中煅烧；煅烧结束后，自然冷却至室温，得到氧化铜‑氧化锡核壳纳米线结构的气敏纳米材料。