本发明涉及纳米材料技术领域，具体是一种用于气敏传感器的Ag修饰SnO2纳米材料及制备和应用。
背景技术：
金属氧化物如ZnO、SnO2、WO3等由于具有性能优异、环境友善、资源丰富、价格低廉等优点，是研究较为广泛的气敏材料。但是金属氧化物对大多数气体均有响应，通过构建不同结构、晶型的金属氧化物可以改善灵敏度、响应/恢复时间等。
大量研究结果表明，通过贵金属如Ag、Pt修饰可以提升金属氧化物的灵敏度和选择性，本发明创造性的通过低温处理、常温吸附、高温反应增加体系的活性位点，提升材料的稳定性，可加快气体的吸附及反应特性，大大提高材料的反应活性和响应时间，因此可以提高气敏材料的灵敏度、响应时间和选择性，对进一步推进半导体气敏器件的发展具有实际应用价值。
技术实现要素：
为克服现有技术的不足，本发明目的在于：提供一种用于气敏传感器的Ag修饰SnO2纳米材料的制备方法。
本发明再一目的在于：提供所述制备方法获得的用于气敏传感器的Ag修饰SnO2纳米材料。
本发明的又一目的在于：提供所述材料的应用。
本发明目的通过下述方案实现：
一种用于气敏传感器的Ag修饰SnO2纳米材料的制备方法，包括如下步骤：
（1）按摩尔比(2~5):1取锡盐和阳离子表面活性剂，置于100 mL的二甲基甲酰胺中，锡盐的浓度为0.1~0.5M，剧烈搅拌2~4小时，得到溶液A；
（2）取适量碳酸铵与100mL二甲基甲酰胺预混，碳酸铵与锡离子的摩尔比为(1~3):1，搅拌，用氨水调节溶液的pH值至8.0~10.0，得到溶液B；
（3）将溶液A加热到60~80 ℃，同时剧烈搅拌，将溶液B慢慢滴入溶液A中，反应2~5小时后，将所得沉淀用去离子水多次洗涤，置于干燥箱60~80 ℃干燥得到SnO2粉末；
（4）取2g的SnO2粉末，与10~15mL去离子水预混，超声30~60 min，置于0℃冰水中，然后加入适量还原剂和硝酸银，搅拌1~3小时，然后将溶液加热到30℃，保持0.5小时后，将溶液加热至70~95℃保持0.5~2小时，停止加热，将沉淀用去离子水清洗，将所得粉末置于干燥箱中60~80℃干燥。
在步骤（1）中所说的锡盐为氯化亚锡，草酸亚锡，四氯化锡中的至少一种；所说的阳离子表面活性剂为十二烷基硫酸钠，十二烷基苯磺酸钠，苯磺酸钠，十二醇硫酸钠中的至少一种。
在步骤（4）中所说的还原剂为三乙醇胺、二乙醇胺、乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙醇胺、吐温-20、吐温-60、吐温-80、甲酸铵中的至少一种，还原剂、硝酸银和SnO2粉末的质量比为(0.8~1.5):(0.15~0.3):1。
一种用于气敏传感器的Ag修饰SnO2纳米材料，根据上述任意一项所述方法制备得到。
一种用于气敏传感器的Ag修饰SnO2纳米材料用于气敏传感器的应用。
一种简单可行的制备Ag修饰SnO2纳米材料的方法，利用沉淀法制备SnO2纳米材料做载体，然后通过变温分步反应的方法进行Ag表面修饰，本发明提供的方法可极大提升SnO2的稳定性、对气体的灵敏度和响应时间，该方法制备工艺简单，使金属氧化物体系材料在气敏传感器领域具有更加广阔的应用前景。
该方法利用沉淀法制备SnO2，用阳离子表面活性剂和碳酸铵的比例和浓度调控SnO2的形貌、晶型等特征，然后在所得SnO2粉末表面修饰纳米Ag进一步提升材料的气敏性能。本发明创造性的将SnO2粉末与Ag前驱体在0 ℃水浴中低温预处理，在30 ℃左右银前驱体在SnO2表面的吸附成核，然后在较高温度反应，得到Ag修饰的SnO2纳米材料。该方法的优点在于制备工艺简单，制备成本低，Ag修饰过程、成核、生长分阶段进行，可获得性能稳定好，气体选择性好的气敏材料，具有广阔的应用前景。
附图说明
图1为本发明的Ag修饰SnO2纳米材料的SEM图。
具体实施方式
实施例1：
按摩尔比3:1取氯化亚锡和十二烷基硫酸钠，置于100 mL的二甲基甲酰胺中，氯化亚锡的浓度为0.3M，剧烈搅拌3小时，得到溶液A；
按碳酸铵与锡离子摩尔比2:1取碳酸铵与100mL二甲基甲酰胺预混，搅拌，用氨水调节溶液的pH值至9.0，得到溶液B；
将溶液A加热到70℃，同时剧烈搅拌，将溶液B慢慢滴入溶液A中，反应4小时后，将所得沉淀用去离子水多次洗涤，置于干燥箱80℃干燥，得到SnO2粉末；
本实施例制得的粉体分散涂于六脚陶瓷管气敏测试元件上，采用WS-30A 型气敏元件测试系统测试不同浓度下对丙酮气体的响应，对10ppm的丙酮气体灵敏度达到为14.5。
实施例2：
按摩尔比3:1取氯化亚锡和十二烷基硫酸钠，置于100 mL的二甲基甲酰胺中，氯化亚锡的浓度为0.3M，剧烈搅拌3小时，得到溶液A；
按碳酸铵与锡离子摩尔比2:1取碳酸铵与100mL二甲基甲酰胺预混，搅拌，用氨水调节溶液的pH值至9.0，得到溶液B；
将溶液A加热到70℃，同时剧烈搅拌，将溶液B慢慢滴入溶液A中，反应4小时后，将所得沉淀用去离子水多次洗涤，置于干燥箱80℃干燥，得到SnO2粉末；
取2g的SnO2粉末，与10 mL去离子水预混，超声60 min，置于0℃冰水中，然后加入适量聚乙醇胺和硝酸银，聚乙醇胺、硝酸银和SnO2粉末的质量比为1: 0.15:1，搅拌2小时，然后将溶液加热到30℃，保持0.5小时后，继续将溶液加热至80℃保持1小时，停止加热，将沉淀用去离子水清洗，将所得粉末置于干燥箱70℃干燥；
本实施例制得的粉体分散涂于六脚陶瓷管气敏测试元件上，采用WS-30A 型气敏元件测试系统测试不同浓度下对丙酮气体的响应，对10ppm的丙酮气体灵敏度达到为53.8。
实施例3：
按摩尔比5:1取草酸亚锡和十二醇硫酸钠，置于100 mL的二甲基甲酰胺中，氯化亚锡的浓度为0.5M，剧烈搅拌3小时，得到溶液A；
按碳酸铵与锡离子摩尔比3:1取碳酸铵与100mL二甲基甲酰胺预混，搅拌，用氨水调节溶液的pH值至10.0，得到溶液B；
将溶液A加热到80℃，同时剧烈搅拌，将溶液B慢慢滴入溶液A中，反应2小时后，将所得沉淀用去离子水多次洗涤，置于干燥箱80℃干燥，得到SnO2粉末；
取2g的SnO2粉末，与12 mL去离子水预混，超声50 min，置于0℃冰水中，然后加入吐温-80和硝酸银，吐温-80、硝酸银和SnO2粉末的质量比为0.8:0.3:1，搅拌1小时，然后将溶液加热到30℃，保持0.5小时后，继续将溶液加热至70℃保持1.5小时，停止加热，将沉淀用去离子水清洗，将所得粉末置于干燥箱70℃干燥；
本实施例制得的粉体分散涂于六脚陶瓷管气敏测试元件上，采用WS-30A 型气敏元件测试系统测试不同浓度下对丙酮气体的响应，对10ppm的丙酮气体灵敏度达到为43.1。
实施例4：
按摩尔比2:1取四氯化锡和十二烷基苯磺酸钠，置于100 mL的二甲基甲酰胺中，氯化亚锡的浓度为0.1M，剧烈搅拌2小时，得到溶液A；
按碳酸铵与锡离子摩尔比1:1取碳酸铵与100mL二甲基甲酰胺预混，搅拌，用氨水调节溶液的pH值至8.0，得到溶液B；
将溶液A加热到60℃，同时剧烈搅拌，将溶液B慢慢滴入溶液A中，反应5小时后，将所得沉淀用去离子水多次洗涤，置于干燥箱80 ℃干燥，得到SnO2粉末；
取2g的SnO2粉末，与15 mL去离子水预混，超声50 min，置于0℃冰水中，然后加入聚乙烯吡咯烷酮和硝酸银，聚乙烯吡咯烷酮、硝酸银和SnO2粉末的质量比为0.8: 0.2:1，搅拌3小时，然后将溶液加热到30℃，保持0.5小时后，继续将溶液加热至70℃保持2小时，停止加热，将沉淀用去离子水清洗，将所得粉末置于干燥箱70℃干燥；
本实施例制得的粉体分散涂于六脚陶瓷管气敏测试元件上，采用WS-30A 型气敏元件测试系统测试不同浓度下对丙酮气体的响应，对10ppm的丙酮气体灵敏度达到为49.6。
实施例5：
按摩尔比5:1取四氯化锡和十二烷基苯磺酸钠，置于100 mL的二甲基甲酰胺中，氯化亚锡的浓度为0.1M，剧烈搅拌2小时，得到溶液A；
按碳酸铵与锡离子摩尔比1:1取碳酸铵与100mL二甲基甲酰胺预混，搅拌，用氨水调节溶液的pH值至10.0，得到溶液B；
将溶液A加热到60℃，同时剧烈搅拌，将溶液B慢慢滴入溶液A中，反应5小时后，将所得沉淀用去离子水多次洗涤，置于干燥箱80℃干燥，得到SnO2粉末；
取2g的SnO2粉末，与15 mL去离子水预混，超声30-60 min，置于0℃冰水中，然后加入三乙醇胺和硝酸银，聚乙烯吡咯烷酮、硝酸银和SnO2粉末的质量比为0.8: 0.2:1，搅拌3小时，然后将溶液加热到30℃，保持0.5小时后，继续将溶液加热至95℃保持0.5小时，停止加热，将沉淀用去离子水清洗，将所得粉末置于干燥箱70℃干燥，得到Ag修饰SnO2纳米材料。