CN1769881A - 新型二氧化锡基纳米气敏材料及制备方法 - Google Patents

新型二氧化锡基纳米气敏材料及制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN1769881A
CN1769881A CN 200410052061 CN200410052061A CN1769881A CN 1769881 A CN1769881 A CN 1769881A CN 200410052061 CN200410052061 CN 200410052061 CN 200410052061 A CN200410052061 A CN 200410052061A CN 1769881 A CN1769881 A CN 1769881A
Authority
CN
China
Prior art keywords
stannic oxide
gas sensitive
nano
sensitive material
gas
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN 200410052061
Other languages
English (en)
Other versions
CN100383518C (zh
Inventor
傅刚
张麟
陈环
丁志文
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Guangzhou University
Original Assignee
Guangzhou University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Guangzhou University filed Critical Guangzhou University
Priority to CNB2004100520619A priority Critical patent/CN100383518C/zh
Publication of CN1769881A publication Critical patent/CN1769881A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN100383518C publication Critical patent/CN100383518C/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Abstract

本发明涉及借助于测定材料的化学或物理性质来测试或分析气体的技术领域，具体地说是涉及一种电子元件材料，特别是涉及一种二氧化锡(SnO2)基纳米气敏材料及制备方法，该纳米气敏材料首先按摩尔比计算称取氯化亚锡、十二烷基苯磺酸钠、硼氢化钾、三氧化二锑和正硅酸乙酯进行配料、研磨、干燥、预烧制得二氧化锡纳米粉体，然后在制得二氧化锡纳米粉体中按所述的摩尔比掺入碳纳米管并分散均匀。本发明所述的二氧化锡基纳米气敏材料较掺贵金属元素的二氧化锡基纳米气敏材料的成本约低50％，使用其制作的阻性气敏传感元件灵敏度高，在500ppm乙醇气体中的灵敏度K值达到20以上。

Description

新型二氧化锡基纳米气敏材料及制备方法
技术领域
本发明涉及借助于测定材料的化学或物理性质来测试或分析材料的技术领域，具体地说是涉及一种电子元件材料，特别是涉及一种二氧化锡(SnO2)基纳米气敏材料及制备方法。
背景技术
由于二氧化锡基纳米材料具有良好的气敏特性，所以广泛用于气敏传感器制造业。为了改良这类传感器的灵敏度和选择性、响应速度以及恢复时间，目前业内研究者所做的研究工作主要在于以下几个方面：①使材料颗粒尽可能细，最好制成纳米材料，增大单位比表面积，提高灵敏度；②将气敏材料制成薄膜，以便增大与气体的接触面积，提高灵敏度；③掺入贵金属元素或稀土元素，进一步提高材料的灵敏度和选择性。这些方法尽管能有效地改善了二氧化锡基材料的气敏特性，但也存在着工艺复杂，微结构不易控制和成本较高等问题。国家知识产权局2003年11月19日授权公告了一种“含二氧化锡基纳米晶粉体及二氧化锡基厚膜甲烷敏感材料的制备方法”(授权公告号为：1128479)的发明专利，该发明专利所公开的技术方案是按比例把Al2O3、SiO2细微粉体和Pd催化剂加入特定pH值范围的四氯化锡溶液中，在100℃以上进行水热化学反应和活化处理，获得二氧化锡纳米晶复合粉体。该专利技术所获得的二氧化锡纳米晶复合粉体材料的技术效果在专利文献未见表述，其它文献中也未见报道，但就其披露的技术方案本身来看仍存在上述不足。
发明内容：
鉴于现有技术存在上述不足，本发明所要解决的技术问题是寻求一种新配方，简化制备工艺，调整二氧化锡基纳米气敏材料的微结构，改良其气敏特性。
本发明解决上述技术问题的技术解决方案是：
一种二氧化锡基纳米气敏材料，其特征在于：按净值摩尔(份)配比该气敏材料由以下组分组成：
氯化亚锡(SnCl2·2H2O)  1；
十二烷基苯磺酸钠(C18H29NaO3S)  1～2；
硼氢化钾(KBH4)  2；
三氧化二锑(Sb2O3)  0.01～0.04；
正硅酸乙酯(C6H20O4Si)  0.02～0.05；
碳纳米管  0.1～0.4。
一种制备上述二氧化锡基纳米气敏材料的方法，首先按摩尔比计算称取氯化亚锡、十二烷基苯磺酸钠、硼氢化钾、三氧化二锑和正硅酸乙酯进行配料、研磨、干燥、预烧制得锑和硅掺杂的二氧化锡(SnO2)纳米粉体，其特征在于：在制得二氧化锡纳米粉体中按所述的摩尔比掺入碳纳米管并分散均匀。
由于纳米碳管具有中空结构和大的壁表面积，对气体具有很大的吸附能力，尤其是具有遇600℃以上的高温就气化的物理特性，使得使用本发明所述的二氧化锡基纳米气敏材料所制作的气敏元件的灵敏度有显著的提高。为了检验本发明的效果，创造者使用本发明所述的二氧化锡基纳米气敏材料制成旁热式厚膜气敏元件进行实测，在V＝4～5v的加热电压下对乙醇气体有较高的灵敏度。实测结果：乙醇气体浓度为500ppm时，灵敏度K值可达到20以上。创造者还使用电子扫描显微镜对所制得的元件进行微观观察，发现其气孔率较现有的同类材料明显增加，而且分布均匀，呈网络状。另外，本发明所述的二氧化锡基纳米气敏材料的成本较普通掺贵金属元素的二氧化锡基纳米气敏材料低50％。
具体实施方式：
下面结合具体的实例对本发明做进一步的说明，但本发明的范围不限于这些特定例子。
实施例1：
按净值摩尔(份)比称取氯化亚锡1份；十二烷基苯磺酸钠1份；硼氢化钾2份；三氧化二锑0.03份；正硅酸乙酯0.02份；碳纳米管0.3份后按下述步骤制备：
A)先将反应物颗粒氯化亚锡和一半十二烷基苯磺酸钠在玛瑙研钵内各自研磨10分钟，再混合研磨10分钟，然后将反应物颗粒硼氢化钾和剩下的一半十二烷基苯磺酸钠同样先在玛瑙研钵内各自研磨10分钟，再混合研磨10分钟，最后将上述两步的最终产物混合，研磨30分钟，在空气中放置12小时；
B)将正硅酸乙酯用适量乙醇稀释，滴加去离子水产生乳状沉淀，再将三氧化二锑用适量盐酸溶解，滴加去离子水产生乳状沉淀，直至PH＝6.将两种乳状沉淀与上步制得的粉末混合，在磁力搅拌器中搅拌1h，然后用乙醇和去离子水反复洗涤，所得颗粒放入干燥箱内干燥；
C)将步骤A和B所得的干燥物混合后在800℃退火处理3小时，制得二氧化锡纳米粉体。
D)将步骤C所得的二氧化锡纳米粉体中掺入0.3份碳纳米管，经充分球磨或超声波分散均匀即得本发明所述的新型二氧化锡基纳米气敏材料。由于步骤C所得的二氧化锡纳米粉体和碳纳米管本身都是纳米级的，球磨的目的是使碳纳米管均匀分布在二氧化锡气敏材料中，在制作元件的过程中通过烧结所产生的气孔均匀，而且呈网络状分布，有利于气体分子的吸附和解吸，提高所制得气敏元件的灵敏度。
用上述步骤所制得新型二氧化锡基纳米气敏材料生产的阻性气敏传感器，测得在空气中电阻(KΩ)值和在500ppm乙醇气体中的灵敏度随加热电压变化参数如表1所示。
实施例2：
先按净值摩尔(份)比称取氯化亚锡1份；十二烷基苯磺酸钠2份；硼氢化钾2份；三氧化二锑0.04份；正硅酸乙酯0.02份，碳纳米管0.4份后，按例1相同的步骤和顺序制备出本发明所述的新型二氧化锡基纳米气敏材料。
用本例所获得的新型二氧化锡基纳米气敏材料生产的阻性气敏传感器，测得在空气中电阻(KΩ)值和在500ppm乙醇气体中的灵敏度随加热电压变化参数如表2所示。
实施例3：
先按净值摩尔(份)比称取氯化亚锡1份；十二烷基苯磺酸钠1份；硼氢化钾2份；三氧化二锑0.01份；正硅酸乙酯0.05份，碳纳米管0.1份后按例1相同的步骤和顺序制备出本发明所述的新型二氧化锡基纳米气敏材料。
用本例所获得的新型二氧化锡基纳米气敏材料生产的阻性气敏传感器，测得在空气中电阻(KΩ)值和在500ppm乙醇气体中的灵敏度随加热电压变化参数如表3所示。
表1：
Figure A20041005206100071
表2：
Figure A20041005206100072
表3：

Claims (2)

1、一种二氧化锡基纳米气敏材料，其特征在于：按净值摩尔(份)配比该气敏材料由以下组分组成：
氯化亚锡(SnCl2·2H2O)1；
十二烷基苯磺酸钠(C18H29NaO3S)1～2；
硼氢化钾(KBH4)2；
三氧化二锑(Sb2O3)0.01～0.04；
正硅酸乙酯(C6H20O4Si)0.02～0.05；
碳纳米管0.1～0.4。
2、制备权利要求1所述的二氧化锡基纳米气敏材料的方法，首先按摩尔比计算称取氯化亚锡、十二烷基苯磺酸钠、硼氢化钾、三氧化二锑和正硅酸乙酯进行配料、研磨、干燥、预烧制得二氧化锡(SnO2)纳米粉体，其特征在于：然后在制得二氧化锡纳米粉体中按所述的摩尔比掺入碳纳米管并分散均匀。
CNB2004100520619A 2004-11-05 2004-11-05 新型二氧化锡基纳米气敏材料及制备方法 Expired - Fee Related CN100383518C (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNB2004100520619A CN100383518C (zh) 2004-11-05 2004-11-05 新型二氧化锡基纳米气敏材料及制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNB2004100520619A CN100383518C (zh) 2004-11-05 2004-11-05 新型二氧化锡基纳米气敏材料及制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1769881A true CN1769881A (zh) 2006-05-10
CN100383518C CN100383518C (zh) 2008-04-23

Family

ID=36751302

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB2004100520619A Expired - Fee Related CN100383518C (zh) 2004-11-05 2004-11-05 新型二氧化锡基纳米气敏材料及制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN100383518C (zh)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101581687B (zh) * 2009-06-24 2012-05-30 中南大学 一种硫化镉包覆碳纳米管气敏材料及气敏元件的制造方法
CN102636522A (zh) * 2012-03-29 2012-08-15 浙江大学 石墨烯/二氧化锡纳米复合电阻型薄膜气体传感器及其制作方法
CN101458221B (zh) * 2008-12-26 2012-08-22 尚沃医疗电子无锡有限公司 金属氧化物/碳纳米管气体传感器
CN104132987A (zh) * 2014-05-30 2014-11-05 中国石油化工股份有限公司 用于烃类气体检测的气敏原件的制备方法
CN107132253A (zh) * 2017-06-15 2017-09-05 上海因士环保科技有限公司 一种基于柔性衬底的气敏膜的制备方法及气体传感器
CN112225245A (zh) * 2019-06-28 2021-01-15 东北大学 一种稀土元素掺杂的SnO2基高响应SO2敏感材料的制备方法
CN112458791A (zh) * 2020-12-08 2021-03-09 马鞍山市康辉纸箱纸品有限公司 一种改善瓦楞纸表面施胶剂易开胶的瓦楞纸加工工艺

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4623424A (en) * 1983-09-07 1986-11-18 National Institute For Researches In Inorganic Materials Process for producing tin oxide fibers
CN1075886C (zh) * 1997-08-05 2001-12-05 中山大学 纳米二氧化锡室温气敏器件及其制造方法
CN1235231C (zh) * 2001-05-29 2006-01-04 华东理工大学 一种掺锑二氧化锡浅色导电粉的制备方法
US6940086B2 (en) * 2001-09-28 2005-09-06 Georgia Tech Research Corporation Tin oxide nanostructures
CN1171796C (zh) * 2002-08-28 2004-10-20 华北工学院 氧化共沉淀制备掺锑纳米二氧化锡的方法

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101458221B (zh) * 2008-12-26 2012-08-22 尚沃医疗电子无锡有限公司 金属氧化物/碳纳米管气体传感器
CN101581687B (zh) * 2009-06-24 2012-05-30 中南大学 一种硫化镉包覆碳纳米管气敏材料及气敏元件的制造方法
CN102636522A (zh) * 2012-03-29 2012-08-15 浙江大学 石墨烯/二氧化锡纳米复合电阻型薄膜气体传感器及其制作方法
CN104132987A (zh) * 2014-05-30 2014-11-05 中国石油化工股份有限公司 用于烃类气体检测的气敏原件的制备方法
CN107132253A (zh) * 2017-06-15 2017-09-05 上海因士环保科技有限公司 一种基于柔性衬底的气敏膜的制备方法及气体传感器
CN112225245A (zh) * 2019-06-28 2021-01-15 东北大学 一种稀土元素掺杂的SnO2基高响应SO2敏感材料的制备方法
CN112458791A (zh) * 2020-12-08 2021-03-09 马鞍山市康辉纸箱纸品有限公司 一种改善瓦楞纸表面施胶剂易开胶的瓦楞纸加工工艺

Also Published As

Publication number Publication date
CN100383518C (zh) 2008-04-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Li et al. Facile synthesis of Au-embedded porous carbon from metal-organic frameworks and for sensitive detection of acetaminophen in pharmaceutical products
Zhou et al. A novel electrochemical sensor for highly sensitive detection of bisphenol A based on the hydrothermal synthesized Na-doped WO3 nanorods
Zhu et al. Fast synthesis of Cu2O hollow microspheres and their application in DNA biosensor of hepatitis B virus
Plassard et al. Nanoscale experimental investigation of particle interactions at the origin of the cohesion of cement
Yang et al. PtO2-nanoparticles functionalized CuO polyhedrons for n-butanol gas sensor application
Kim et al. Metallic state in a lime− alumina compound with nanoporous structure
Zhang et al. Graphite paper-based bipolar electrode electrochemiluminescence sensing platform
Chu et al. Shape-controlled synthesis of CdS nanocrystals in mixed solvents
Liu et al. Gas sensor based on Ni foam: SnO2-decorated NiO for Toluene detection
Kida et al. Ultrasensitive detection of volatile organic compounds by a pore tuning approach using anisotropically shaped SnO2 nanocrystals
Park et al. Synthesis of self-bridged ZnO nanowires and their humidity sensing properties
CN107561133A (zh) 一种贵金属掺杂wo3基甲醛气敏材料的制备方法及应用
CN100367029C (zh) 一种二氧化锡基纳米棒气敏材料及其制备方法
Barthwal et al. A novel electrochemical sensor fabricated by embedding ZnO nano particles on MWCNT for morphine detection
Tai et al. Quantifying nanosheet graphene oxide using electrospray-differential mobility analysis
CN1769881A (zh) 新型二氧化锡基纳米气敏材料及制备方法
Santilli et al. Sintering and crystallite growth of nanocrystalline copper doped tin oxide
Wang et al. Mixed potential type ppb-level acetaldehyde gas sensor based on stabilized zirconia electrolyte and a NiTiO3 sensing electrode
Zhang et al. Carnation‐like CuO Hierarchical Nanostructures Assembled by Porous Nanosheets for Nonenzymatic Glucose Sensing
He et al. Synthesis of porous ZnFe2O4/SnO2 core-shell spheres for high-performance acetone gas sensing
CN100366575C (zh) 二氧化锡-钒酸锌锂复合棒状晶粒湿敏陶瓷材料及制备方法
Liang et al. Nanoscale tunable proton/hydrogen sensing: evidence for surface-adsorbed hydrogen atom on architectured palladium nanoparticles
Long et al. Electrochemical characterization and inhibiting mechanism on calcium leaching of graphene oxide reinforced cement composites
Li et al. Microstructural evolution of CeO2 from porous structures to clusters of nanosheet arrays assisted by gas bubbles via electrodeposition
Kong et al. Pt nanoparticles supported on nitrogen doped reduced graphene oxide-single wall carbon nanotubes as a novel platform for highly sensitive electrochemical sensing of piroxicam

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20080423

Termination date: 20101105