【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及氣體傳感器，具體涉及一種超聲法摻雜pd修飾ce?o2/zno納米纖維材料的制備方法及應(yīng)用。
技術(shù)介紹
1、近年來工業(yè)快速發(fā)展，產(chǎn)生的各種有毒、有害和污染氣體導(dǎo)致空氣污染嚴(yán)重，甚至影響了人體健康。丙酮是一種易揮發(fā)有機(jī)溶劑，在室溫下容易擴(kuò)散和蒸發(fā)，被人體吸入可能會產(chǎn)生眩暈，惡心等癥狀，大量吸入可能還會對人體神經(jīng)系統(tǒng)產(chǎn)生較大傷害；而且丙酮蒸汽也會對人體皮膚和眼睛產(chǎn)生刺激。同時，有研究表明正常人體呼出的丙酮蒸汽濃度超過1800ppm，而糖尿病人呼出的丙酮蒸汽濃度只有300ppm-900ppm，所以制備高選擇性低濃度丙酮傳感器具有重要意義。
2、由于單一氧化物制備的氣敏材料對氣體的響應(yīng)和選擇性都有限，所以制備復(fù)合材料構(gòu)建異質(zhì)結(jié)來提高氣體傳感器性能的方法被廣泛應(yīng)用。例如，授權(quán)號為cn109632893的中國專利公開了一種基于p-n異質(zhì)結(jié)構(gòu)nio-in2o3復(fù)合納米球的氣體傳感器對no2有很高的選擇性；授權(quán)號為cn109107358b的中國專利公開了一種氧化鈰/氧化銅異質(zhì)結(jié)復(fù)合氧化物，相較于單一的氧化銅基對h2s有更好的氣敏性能，可以更準(zhǔn)確的對h2s的含量進(jìn)行檢測。二元材料復(fù)合可以有效提高材料的氣敏性能，但是為了進(jìn)一步提高傳感器的選擇性，可以添加其他金屬構(gòu)建三元材料。
3、由于電子敏化效應(yīng)和溢出效應(yīng)等，摻雜貴金屬已成為提高材料氣敏性能的常見有效方法，例如，授權(quán)號為cn208383710u的中國專利公開了一種pd摻雜zno的丙酮氣體傳感器，對丙酮氣體檢測有高靈敏度；授權(quán)號為cn114935594b的中國專利
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)的目的是提供一種超聲法摻雜pd修飾ceo2/zno納米纖維材料的制備方法及應(yīng)用，通過使用靜電紡絲法制備ceo2/zno納米纖維，然后通過超聲法摻雜pd，進(jìn)而提高對丙酮氣體的選擇性。
2、為實現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)提供了一種超聲法摻雜pd修飾ceo2/zno納米纖維材料的制備方法，具體包括以下步驟：
3、(1)將二水合乙酸鋅和醋酸鈰加入n-n二甲基甲酰胺中完全溶解后，再加入聚乙烯吡咯烷酮/dmf溶液，攪拌均勻得到ce-zn溶液；
4、(2)將ce-zn溶液轉(zhuǎn)移到注射器中，進(jìn)行靜電紡絲，收集紡好的材料并置于真空干燥箱中干燥；
5、(3)將干燥后的材料轉(zhuǎn)移至方舟中，并將方舟放入馬弗爐中煅燒，得到ceo2/zno復(fù)合納米纖維材料；
6、(4)將ceo2/zno復(fù)合納米纖維材料置于硝酸鈀/dmf溶液中超聲混合，得到鈀鹽-ceo2/zno復(fù)合材料；
7、(5)將鈀鹽-ceo2/zno復(fù)合材料放入h2/ar中煅燒，獲得ceo2/zno-pd納米纖維材料。
8、優(yōu)選的，所述步驟(1)中，聚乙烯吡咯烷酮、二水合乙酸鋅、醋酸鈰、n-n二甲基甲酰胺的質(zhì)量比為1:0.8～1.2:0.8～1.2:6～10。
9、優(yōu)選的，所述步驟(2)中，靜電紡絲過程中，電壓為13～17kv、溶液流速為0.4～0.7ml/h、紡絲接收距離為13～17cm。
10、優(yōu)選的，所述步驟(2)中，真空干燥箱溫度為50～80℃，保溫時間為12～24h。
11、優(yōu)選的，所述步驟(3)中，煅燒升溫速度為1～3℃/min，煅燒溫度上升至280～300℃保溫1～3h，再上升至600～700℃保溫1～3h。
12、優(yōu)選的，所述步驟(4)中，硝酸鈀/dmf溶液與ceo2/zno復(fù)合納米纖維材料的質(zhì)量比為1:500～1000。
13、優(yōu)選的，所述步驟(5)中，煅燒升溫速度為1～3℃/min，煅燒溫度上升溫度至600～700℃時保溫1～3h。
14、本專利技術(shù)還提供了上述制得的pd摻雜修飾ceo2/zno納米纖維材料在丙酮氣體傳感器中的應(yīng)用。
15、因此，本專利技術(shù)提供了一種超聲法摻雜pd修飾ceo2/zno納米纖維材料的制備方法及應(yīng)用，具體有益效果如下：
16、(1)本專利技術(shù)通過使用靜電紡絲法制備ceo2/zno納米纖維，然后通過超聲法摻雜pd最終制得了ceo2/zno-pd納米纖維材料，制備方法簡單，易操作；
17、(2)本專利技術(shù)制得的ceo2/zno-pd納米纖維材料構(gòu)建了n-p-n異質(zhì)結(jié)，增強了電阻調(diào)控能力。在上述異質(zhì)結(jié)中pdo是p型半導(dǎo)體，ceo2和zno表面電子向pdo轉(zhuǎn)移，pdo中的空穴向ceo2和zno轉(zhuǎn)移。pdo的表面形成電子積累層，電荷積累層上的活性電子與材料表面的吸附氧分子結(jié)合成更多的吸附氧離子，從而促進(jìn)目標(biāo)氣體與材料上的吸附氧離子反應(yīng)，從而增加傳感器對丙酮蒸汽的氣敏性能；
18、(3)本專利技術(shù)的ceo2/zno-pd納米纖維材料是使用超聲法摻雜pd，對pd有更高的利用率，可以使用較少的pd就可以對丙酮氣體有較好的響應(yīng)和選擇性，且有較快速的響應(yīng)速度和較低的檢測下限。
19、下面通過附圖和實施例，對本專利技術(shù)的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
本文檔來自技高網(wǎng)...【技術(shù)保護(hù)點】
1.一種超聲法摻雜Pd修飾CeO2/ZnO納米纖維材料的制備方法，其特征在于，具體包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超聲法摻雜Pd修飾CeO2/ZnO納米纖維材料的制備方法，其特征在于：所述步驟(1)中，聚乙烯吡咯烷酮、二水合乙酸鋅、醋酸鈰、N-N二甲基甲酰胺的質(zhì)量比為1:0.8～1.2:0.8～1.2:6～10。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超聲法摻雜Pd修飾CeO2/ZnO納米纖維材料的制備方法，其特征在于：所述步驟(2)中，靜電紡絲過程中，電壓為13～17kV、溶液流速為0.4～0.7mL/h、紡絲接收距離為13～17cm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超聲法摻雜Pd修飾CeO2/ZnO納米纖維材料的制備方法，其特征在于：所述步驟(2)中，真空干燥箱溫度為50～80℃，保溫時間為12～24h。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超聲法摻雜Pd修飾CeO2/ZnO納米纖維材料的制備方法，其特征在于：所述步驟(3)中，煅燒升溫速度為1～3℃/min，煅燒溫度上升至280～300℃保溫1～3h，再上升至600～700℃保溫1～3
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超聲法摻雜Pd修飾CeO2/ZnO納米纖維材料的制備方法，其特征在于：所述步驟(4)中，硝酸鈀/DMF溶液與CeO2/ZnO復(fù)合納米纖維材料的質(zhì)量比為1:500～1000。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超聲法摻雜Pd修飾CeO2/ZnO納米纖維材料的制備方法，其特征在于：所述步驟(5)中，煅燒升溫速度為1～3℃/min，煅燒溫度上升溫度至600～700℃時保溫1～3h。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項所述的Pd摻雜修飾CeO2/ZnO納米纖維材料，其特征在于：Pd摻雜修飾CeO2/ZnO納米纖維材料應(yīng)用在丙酮氣體傳感器中。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種超聲法摻雜pd修飾ceo2/zno納米纖維材料的制備方法，其特征在于，具體包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超聲法摻雜pd修飾ceo2/zno納米纖維材料的制備方法，其特征在于：所述步驟(1)中，聚乙烯吡咯烷酮、二水合乙酸鋅、醋酸鈰、n-n二甲基甲酰胺的質(zhì)量比為1:0.8～1.2:0.8～1.2:6～10。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超聲法摻雜pd修飾ceo2/zno納米纖維材料的制備方法，其特征在于：所述步驟(2)中，靜電紡絲過程中，電壓為13～17kv、溶液流速為0.4～0.7ml/h、紡絲接收距離為13～17cm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超聲法摻雜pd修飾ceo2/zno納米纖維材料的制備方法，其特征在于：所述步驟(2)中，真空干燥箱溫度為50～80℃，保溫時間為12～24h。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張明，陳徐倢，蔡勇，
申請(專利權(quán))人：湖南大學(xué)重慶研究院，
類型：發(fā)明
國別省市：
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