专利名称：纳米催化发光传感器用二氧化锡复合纳米材料及制备方法
技术领域：
本发明涉及一种纳米催化发光传感器用纳米材料及制备方法，尤其是一种可增加 催化发光纳米材料比表面积，提高发光效率的纳米催化发光传感器用二氧化锡复合纳米材 料及制备方法。
背景技术：
现有的纳米材料表面催化发光检测器是将涂有纳米材料的直径为4 7mm电热陶 瓷棒置于直径为12 20mm、长度为100 150mm的石英管内，在石英管上斜对角设置有进 样口、放空口，在石英管外与纳米材料对应设置有滤光片或光栅、光电信号转换装置(近紫 外灵敏光谱测量型微弱发光测量仪、光电倍增管等)。测量时，电热陶瓷棒对纳米材料进行 加热，空气泵等进样系统将样品随载气从进样口进入石英管，流经纳米材料表面从放空口 排出，纳米材料表面催化所发出的光经滤光片或光栅去除杂散光后，再经过光电信号转换 装置变成适应于微机等数据处理单元的电信号，进行检测分析。催化发光是催化反应过程 中产生的激发态产物返回到基态时放射出光量子的现象，催化发光强度与纳米材料、分析 对象种类及浓度、检测效率等成相关性。现有纳米材料表面催化发光检测器中的纳米材料 通常采用三氧化二铝、氧化锌、氧化铁及二氧化锡等纳米粒子，尽管也有关于复合纳米材料 的报道，但大多都是将两种纳米粒子混合而成，单纯纳米粒子所形成的纳米材料涂层发光 效率相对较低。
发明内容
本发明是为了解决现有技术所存在的上述技术问题，提供一种可增加纳米材料比 表面积，提高发光效率的纳米催化发光传感器用二氧化锡复合纳米材料及制备方法。本发明的技术解决方案是一种纳米催化发光传感器用二氧化锡复合纳米材料， 其特征在于是在碳纳米管的表面复合有SnA纳米粒子层。一种上述纳米催化发光传感器用二氧化锡复合纳米材料的制备方法，其特征在于 依次按如下步骤进行a.将浓度为25 35%的硝酸溶液加入盛有碳纳米管的烧瓶中，硝酸溶液与碳纳 米管的比例为200mL 5g，在磁子搅拌下，120 140°C回流加热对小时；b.将SnCl2 ·2Η20加入烧瓶中，在室温下超声处理1 3小时，所述SnCl2 ·2Η20与 碳纳米管的质量比为5 10 20;c.在搅拌条件下，缓慢将0. 04 0. 06g/mL的NaOH或KOH溶液加入烧瓶中，调节 瓶中物PH值为9 11，用滤纸过滤，取滤出物用蒸馏水洗涤后80 90°C干燥1 2小时；d.将干燥物在煅烧炉内空气中升温至480 550°C，通入惰性气体恒温0. 5 3 小时，在惰性气体中冷却至20 30°C，取出干燥物。所述碳纳米管为多壁碳纳米管，比表面积为200 300m3/g，平均管径为20 40nmo
所述d步骤的升温速度为4 6°C /分钟；所述惰性气体通入流量为1 4升/分钟。本发明在纳米材料涂层面积相等的条件下，可有效增加二氧化锡复合纳米材料的 比表面积，与单纯二氧化锡纳米粒子涂层相比，发光效率大幅提高，进而提高了催化发光强 度，同时被测组分与纳米材料表面接触更加充分，在纳米材料上的响应时间大大缩短，信号 响应时间迅速、信噪比增强，信号谱带变窄(类似尖锐的色谱流出曲线)，可提高检测器的 检测效率、分辨率及灵敏度。
图1是本发明实施例1 二氧化锡复合纳米材料的扫描电镜图。图2是本发明实施例1 二氧化锡复合纳米材料的拉曼光谱图。图3是本发明实施例1 二氧化锡复合纳米材料的透射电镜图。图4是本发明实施例1 二氧化锡复合纳米材料的X射线衍射图。图5是本发明实施例1 二氧化锡复合纳米材料与二氧化锡纳米粒子对乙醇的催化 发光强度对比图。
具体实施例方式实施例1 本发明实施例1按如下步骤进行a.将200mL新配制的浓度为25 %的硝酸溶液加入盛有5g碳纳米管的圆底烧瓶 中，将圆底烧瓶置于盛有硅油的铝锅中，在磁子搅拌下，120°C回流加热M小时；所述碳纳 米管为多壁碳纳米管，比表面积为200m3/g，平均管径为20nm。b.将IOg SnCl2 · 2H20加入烧瓶中，在室温下超声处理1小时；c.在搅拌条件下，缓慢将0. 04g/mL的NaOH溶液加入烧瓶中，调节瓶中物pH值为 9，用定量滤纸过滤，取滤出物用蒸馏水洗涤去掉Na+，之后再80°C干燥2小时；d.将干燥物在煅烧炉内空气中升温至480°C，通入氮气恒温0. 5小时，在惰性气体 中冷却至20°C，取出干燥物；所述升温速度为4°C /分钟；所述惰性气体通入流量为1升/ 分钟。所得干燥物即二氧化锡复合纳米材料，是在碳纳米管的内外表面复合有SnA纳米 粒子层，使用方法同现有技术。实施例1的二氧化锡复合纳米材料扫描电镜图如图1所示。实施例1的二氧化锡复合纳米材料拉曼光谱图如图2所示。实施例1的二氧化锡复合纳米材料透射电镜图如图3所示。实施例1的二氧化锡复合纳米材料X射线衍射图如图4所示。用本发明实施例1的二氧化锡复合纳米材料及普通二氧化锡纳米粒子分别制成 纳米催化发光传感器，乙醇为检测样品，对乙醇的催化发光强度对比如图5所示，表明二氧 化锡复合纳米材料对乙醇的催化发光强度明显优于普通的普通的二氧化锡纳米粒子。本发明实施例2按如下步骤进行a.将400mL新配制的浓度为35%的硝酸溶液加入盛有IOg碳纳米管的圆底烧瓶中，将圆底烧瓶置于盛有硅油的铝锅中，在磁子搅拌下，140°C回流加热M小时；所述碳纳 米管为多壁碳纳米管，比表面积为300m3/g，平均管径为40nm。b.将20g SnCl2 · 2H20加入烧瓶中，在室温下超声处理3小时；c.在搅拌条件下，缓慢将0. 06g/mL的KOH溶液加入烧瓶中，调节瓶中物pH值为 11，用定量滤纸过滤，取滤出物用蒸馏水洗涤去掉K+，之后90°C干燥1小时；d.将干燥物在煅烧炉内空气中升温至550°C，通入氦气恒温3小时，在惰性气体中 冷却至30°C，取出干燥物；所述升温速度为6°C /分钟；所述惰性气体通入流量为4升/分 钟。所得干燥物即二氧化锡复合纳米材料，是在碳纳米管的内外表面复合有SnA纳米 粒子层，使用方法同现有技术。
权利要求
1.一种纳米催化发光传感器用二氧化锡复合纳米材料，其特征在于是在碳纳米管的表 面复合有SnA纳米粒子层。
2.—种权利要求1所述纳米催化发光传感器用二氧化锡复合纳米材料的制备方法，其 特征在于依次按如下步骤进行a.将浓度为25 35%的硝酸溶液加入盛有碳纳米管的烧瓶中，硝酸溶液与碳纳米管 的比例为200mL 5g，在磁子搅拌下，120 140°C回流加热对小时；b.将SnCl2· 2H20加入烧瓶中，在室温下超声处理1 3小时，所述SnCl2 · 2H20与碳 纳米管的质量比为5 10 20;c.在搅拌条件下，缓慢将0.04 0. 06g/mL的NaOH或KOH溶液加入烧瓶中，调节瓶中 物PH值为9 11，用滤纸过滤，取滤出物用蒸馏水洗涤后80 90°C干燥1 2小时；d.将干燥物在煅烧炉内空气中升温至480 550°C，通入惰性气体恒温0.5 3小时， 在惰性气体中冷却至20 30°C，取出干燥物。
3.根据权利要求2所述的纳米催化发光传感器用二氧化锡复合纳米材料的制备方法， 其特征在于所述碳纳米管为多壁碳纳米管，比表面积为200 300m7g，平均管径为20 40nmo
4.根据权利要求3所述的纳米催化发光传感器用二氧化锡复合纳米材料的制备方法， 其特征在于所述d步骤的升温速度为4 6°C /分钟；所述惰性气体通入流量为1 4升/ 分钟。
全文摘要
本发明公开一种纳米催化发光传感器用二氧化锡复合纳米材料，是在碳纳米管的表面复合有SnO2纳米粒子层。制备方法依次按如下步骤进行将200mL25～35％的硝酸溶液加入盛有5g碳纳米管的烧瓶中，在磁子搅拌下，120～140℃回流加热24小时；将10～20g SnCl2·2H2O加入烧瓶中，在室温下超声处理1～3小时；边搅拌边缓慢将0.04～0.06g/mL的NaOH或KOH溶液加入烧瓶中，调节瓶中物pH值为9～11；用滤纸过滤，取滤出物用蒸馏水洗涤后80～90℃干燥1～2小时；将干燥物在煅烧炉内空气中升温至480～550℃，通入惰性气体恒温0.5～3小时，在惰性气体中冷却至20～30℃，取出干燥物。
文档编号C09K11/66GK102093890SQ201010615819
公开日2011年6月15日 申请日期2010年12月31日 优先权日2010年12月31日
发明者刘冉, 刘名扬, 赵景红, 那晗 申请人:中华人民共和国辽宁出入境检验检疫局