氣敏材料及其制備方法、氣敏裝置及其制備方法制造方法及圖紙

本發(fā)明專利技術(shù)公開一種氣敏材料及其制備方法、氣敏裝置及其制備方法，涉及功能材料技術(shù)領(lǐng)域。所述微納米復(fù)合銀膏包括碳氮化合物。碳氮化合物中存在sp

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
氣敏材料及其制備方法、氣敏裝置及其制備方法
本專利技術(shù)涉及功能材料
，特別涉及一種氣敏材料及其制備方法、氣敏裝置及其制備方法。
技術(shù)介紹
氣敏材料用來檢測氣體濃度和成分，它對于環(huán)境保護和安全監(jiān)督方面起著極重要的作用。氣敏材料是暴露在各種成分的氣體中使用的，由于檢測現(xiàn)場溫度、濕度的變化很大，又存在大量粉塵和油霧等，所以其工作條件較惡劣，而且氣體對傳感元件的材料會產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)物，附著在元件表面，往往會使其性能變差。所以對氣敏傳材料有下列要求：能夠檢測報警氣體的允許濃度和其他標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值的氣體濃度，能長期穩(wěn)定工作，重復(fù)性好，響應(yīng)速度快，共存物質(zhì)所產(chǎn)生的影響小等。常見的氣敏材料有半導(dǎo)體氧化物，如ZnO、CuO等，然而上述氣敏材料的靈敏度不夠。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的主要目的是提出一種氣敏材料及其制備方法、氣敏裝置及其制備方法，旨在提出一種靈敏度高的氣敏材料。為實現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)提出一種氣敏材料，所述氣敏材料包括碳氮化合物。可選地，所述碳氮化合物包括具有如下結(jié)構(gòu)式(Ⅰ)和(Ⅱ)所示的化合物中的至少一種：可選地，所述碳氮化合物包括具有如下結(jié)構(gòu)式(Ⅱ)所示的化合物：本專利技術(shù)進一步提出一種氣敏材料的制備方法，包括以下步驟：將二氰酰胺在500～600℃下加熱3～5h后，冷卻至室溫得到具有結(jié)構(gòu)式(Ⅰ)所示的化合物；本專利技術(shù)進一步提出一種氣敏材料的制備方法，包括以下步驟：S10、將二氰酰胺在500～600℃下加熱3～5h后，冷卻至室溫得到具有結(jié)構(gòu)式(Ⅰ)所示的化合物Ⅰ；S20、將化合物Ⅰ與氯化鉀及氯化鋰混合研磨后，在500～600℃下加熱3～5h，得到混合固體；S30、將所述混合固體用水沖洗后，真空干燥，得到具有結(jié)構(gòu)式(Ⅱ)所示的化合物Ⅱ；其中，所述氣敏材料包括所述化合物Ⅱ或所述化合物Ⅰ與所述化合物Ⅱ中的混合物。可選地，在步驟S10中，所述二氰酰胺的加熱溫度為550℃，加熱時間為4h；和/或，在步驟S10中，加熱所述二氰酰胺時，升溫速率為2.2℃/min；和/或，在步驟S20中，加熱溫度為550℃，加熱時間為4h；和/或，在步驟S20中，加熱時的升溫速率為5℃/min。本專利技術(shù)進一步提出一種氣敏裝置，包括：基板；陶瓷片，設(shè)于所述基板上；電極，設(shè)于所述陶瓷片背離所述基板的一側(cè)，所述電極的表面涂覆有氣敏材料，所述氣敏材料為如上所述的氣敏材料。可選地，所述氣敏裝置用于檢測氣體C2H5OH、CH3OH、H2、N2、NO、丙酮、甲苯。可選地，所述氣敏裝置用于檢測氣體甲苯。可選地，所述基板的材質(zhì)包括玻璃；和/或，所述氣敏裝置為氣敏傳感器。本專利技術(shù)進一步提出一種如上所述的氣敏裝置的制備方法，包括以下步驟：S100、提供電極、陶瓷片和基板，將電極固定在陶瓷片上，將陶瓷片固定在基板上；S200、將氣敏材料分散在乙醇中形成分散液，將所述分散液滴加到所述電極上，使所述分散液完全覆蓋所述電極；S300、除去所述分散液中的乙醇，得到氣敏裝置。本專利技術(shù)提供的技術(shù)方案中，提出一種氣敏材料，氣敏材料包括碳氮化合物，碳氮化合物中存在sp2雜化的氮原子，使得碳氮化合物中存在孤對電子，這有利于靶氣體的吸附，從而提高氣敏靈敏度，此外，一般情況下，碳氮化合物具有較大的比表面積和良好的化學(xué)穩(wěn)定性，提高了氣敏性能，使得其作為氣敏材料性能穩(wěn)定。本專利技術(shù)提出的氣敏材料，靈敏度高，可廣泛應(yīng)用于氣敏檢測中。附圖說明為了更清楚地說明本專利技術(shù)實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本專利技術(shù)的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖示出的結(jié)構(gòu)獲得其他的附圖。圖1為本專利技術(shù)提出的氣敏裝置的一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1所示的氣敏裝置的制備方法的流程圖；圖3為實施例1制備的PCN和實施例2制備的CCN的XRD圖和SAED圖像；圖4為實施例1制備的PCN和實施例2制備的CCN的TEM圖；圖5為實施例1制備的PCN和實施例2制備的CCN的N2等溫吸附解吸曲線及孔徑測試；圖6為實施例1制備的PCN和實施例2制備的CCN的光譜分析；圖7為實施例1制備的PCN和實施例2制備的CCN的XPS高分辨率模型；圖8為實施例1制備的PCN和實施例2制備的CCN的紅外光譜和ESR譜；圖9為實施例6制備的PCN氣敏傳感器和實施例7制備CCN氣敏傳感器的氣體傳感性能測試；圖10為實施例6制備的PCN氣敏傳感器和實施例7制備CCN氣敏傳感器的氣敏性測定；圖11實施例7制備CCN氣敏傳感器的響應(yīng)恢復(fù)性能測定。附圖標(biāo)號說明：1基板4氣敏材料2陶瓷片5銀膏3電極本專利技術(shù)目的的實現(xiàn)、功能特點及優(yōu)點將結(jié)合實施例，參照附圖做進一步說明。具體實施方式下面將結(jié)合本專利技術(shù)實施例中的附圖，對本專利技術(shù)實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本專利技術(shù)的一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本專利技術(shù)中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本專利技術(shù)保護的范圍。需要說明，若本專利技術(shù)實施例中有涉及方向性指示(諸如上、下、左、右、前、后、外、內(nèi)……)，則該方向性指示僅用于解釋在某一特定姿態(tài)(如附圖所示)下各部件之間的相對位置關(guān)系、運動情況等，如果該特定姿態(tài)發(fā)生改變時，則該方向性指示也相應(yīng)地隨之改變。另外，若本專利技術(shù)實施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，則該“第一”、“第二”等的描述僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示其相對重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括至少一個該特征。另外，全文中出現(xiàn)的“和/或”的含義，包括三個并列的方案，以“A和/或B”為例，包括A方案、或B方案、或A和B同時滿足的方案。另外，各個實施例之間的技術(shù)方案可以相互結(jié)合，但是必須是以本領(lǐng)域普通技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)為基礎(chǔ)，當(dāng)技術(shù)方案的結(jié)合出現(xiàn)相互矛盾或無法實現(xiàn)時應(yīng)當(dāng)認(rèn)為這種技術(shù)方案的結(jié)合不存在，也不在本專利技術(shù)要求的保護范圍之內(nèi)。常見的氣敏材料有半導(dǎo)體氧化物，如ZnO、CuO等，然而上述氣敏材料的靈敏度不夠。鑒于此，本專利技術(shù)提出一種氣敏材料，旨在提出一種靈敏度高的氣敏材料。本專利技術(shù)提出的氣敏材料，包括碳氮化合物。本專利技術(shù)提出一種氣敏材料，氣敏材料包括碳氮化合物，碳氮化合物中存在sp2雜化的氮原子，使得碳氮化合物中存在孤對電子，這有利于靶氣體的吸附，從而提高氣敏靈敏度，本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
1.一種氣敏材料，其特征在于，所述氣敏材料包括碳氮化合物。/n

【技術(shù)特征摘要】
1.一種氣敏材料，其特征在于，所述氣敏材料包括碳氮化合物。


2.如權(quán)利要求1所述的氣敏材料，其特征在于，所述碳氮化合物包括具有如下結(jié)構(gòu)式(Ⅰ)和(Ⅱ)所示的化合物中的至少一種：





3.如權(quán)利要求2所述的氣敏材料，其特征在于，所述碳氮化合物包括具有如下結(jié)構(gòu)式(Ⅱ)所示的化合物：





4.一種氣敏材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
將二氰酰胺在500～600℃下加熱3～5h后，冷卻至室溫得到具有結(jié)構(gòu)式(Ⅰ)所示的化合物；





5.一種氣敏材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
S10、將二氰酰胺在500～600℃下加熱3～5h后，冷卻至室溫得到具有結(jié)構(gòu)式(Ⅰ)所示的化合物Ⅰ；
S20、將所述化合物Ⅰ與氯化鉀及氯化鋰混合研磨后，在500～600℃下加熱3～5h，得到混合固體；
S30、將所述混合固體用水沖洗后，真空干燥，得到具有結(jié)構(gòu)式(Ⅱ)所示的化合物Ⅱ；



其中，所述氣敏材料包括所述化合物Ⅱ或所...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：谷占勇，
申請(專利權(quán))人：谷占勇，
類型：發(fā)明
國別省市：河北;13