之后，由于光催化效果对于传感器材料上吸附的甲醛具有分解清洁效果，该传感器的 电阻值能够自动回复至私。
[0050] 实施例2 :不同锡源的引入（图2)
[0051] a) SnCl4 · 5H20
[0052] 称取合成的ZnO颗粒0. 400g溶于IlOml去离子水中，并向其中加入0.009g SnCl4 · 5H20,然后将溶液超声5min，用磁力搅拌机搅拌并加热，直至蒸干溶剂，将所得固体 放入80°C的烘箱中干燥8小时，再将烘箱温度调到120°C干燥2小时，而后置于450°C的马 弗炉中煅烧4小时。
[0053] b)SnC2O4
[0054] 称取合成的ZnO颗粒0.400g溶于IlOml去离子水中，并向其中加入0.0056g SnC 2O4，然后将溶液超声5min，用磁力搅拌机搅拌并加热，直至蒸干溶剂，将所得固体放入 80°C的烘箱中干燥8小时，再将烘箱温度调到120°C干燥2小时，而后置于450°C的马弗炉 中煅烧4小时。
[0055] c) SnSO4
[0056] 称取合成的ZnO颗粒0.400g溶于80ml去离子水中，并向其中加入0.007g SnSO4, 然后将溶液超声5min，用磁力搅拌机搅拌并加热，直至蒸干溶剂，将所得固体放入80°C的 烘箱中干燥8小时，再将烘箱温度调到120°C干燥2小时，而后置于450°C的马弗炉中煅烧 4小时。
[0057] 图2是不同锡添加剂种类样品对Ippm甲醛的响应大小。可以看出，采用SnSO^ 对甲醛的检测效果最好，即制得的光催化甲醛传感材料的性能最好。
[0058] 实施例3 :不同Sn含量，即氧化锡与（氧化锌+氧化锡）的质量比（图3)
[0059] a)0. 3%
[0060] 称取先前合成的ZnO纳米颗粒0. 400g，将其溶于IlOml去离子水中，并向溶液中加 入0. 002g SnSO4，超声5min，用磁力搅拌器搅拌并加热溶液，直至将溶剂蒸干后将所得固体 放入80°C的烘箱中干燥8小时，再将烘箱温度调到120°C干燥2小时，而后置于450°C的马 弗炉中煅烧4小时。
[0061] b) 1%
[0062] 称取先前合成的ZnO纳米颗粒0. 400g，将其溶于IlOml去离子水中，并向溶液中加 入0. 007g SnSO4，超声5min，用磁力搅拌器搅拌并加热溶液，直至将溶剂蒸干后将所得固体 放入80°C的烘箱中干燥8小时，再将烘箱温度调到120°C干燥2小时，而后置于450°C的马 弗炉中煅烧4小时。
[0063] c)3%
[0064] 称取先前合成的ZnO纳米颗粒0. 400g，将其溶于IlOml去离子水中，并向溶液中加 入0. 021g SnSO4，超声5min，用磁力搅拌器搅拌并加热溶液，直至将溶剂蒸干后将所得固体 放入80°C的烘箱中干燥8小时，再将烘箱温度调到120°C干燥2小时，而后置于450°C的马 弗炉中煅烧4小时。
[0065] d)5%
[0066] 称取先前合成的ZnO纳米颗粒0. 400g，将其溶于IlOml去离子水中，并向溶液中加 入0. 030g SnSO4，超声5min，用磁力搅拌器搅拌并加热溶液，直至将溶剂蒸干后将所得固体 放入80°C的烘箱中干燥8小时，再将烘箱温度调到120°C干燥2小时，而后置于450°C的马 弗炉中煅烧4小时。
[0067] 图3是不同锡掺杂比例样品对Ippm甲醛的响应大小。可以看出，氧化锡与（氧化 锌+氧化锡）的质量比为1%时对甲醛的响应最显著，效果最好。
[0068] 实施例4 :样品的不同烧结温度（图4)
[0069] a) 350 〇C
[0070] 称取先前合成的ZnO纳米颗粒0. 400g，将其溶于IlOml去离子水中，并向溶液中加 入0. 007g SnSO4，超声5min，用磁力搅拌器搅拌并加热溶液，直至将溶剂蒸干后将所得固体 放入80°C的烘箱中干燥8小时，再将烘箱温度调到120°C干燥2小时，然后将样品分别置于 350°C下煅烧4小时。
[0071] b) 400〇C
[0072] 称取先前合成的ZnO纳米颗粒0. 400g，将其溶于IlOml去离子水中，并向溶液中加 入0. 007g SnSO4，超声5min，用磁力搅拌器搅拌并加热溶液，直至将溶剂蒸干后将所得固体 放入80°C的烘箱中干燥8小时，再将烘箱温度调到120°C干燥2小时，然后将样品分别置于 400°C下煅烧4小时。
[0073] c)450〇C
[0074] 称取先前合成的ZnO纳米颗粒0. 400g，将其溶于IlOml去离子水中，并向溶液中加 入0. 007g SnSO4，超声5min，用磁力搅拌器搅拌并加热溶液，直至将溶剂蒸干后将所得固体 放入80°C的烘箱中干燥8小时，再将烘箱温度调到120°C干燥2小时，然后将样品分别置于 450°C下煅烧4小时。
[0075] d) 500 0C
[0076] 称取先前合成的ZnO纳米颗粒0. 400g，将其溶于IlOml去离子水中，并向溶液中加 入0. 007g SnS04,超声5min，用磁力搅拌器搅拌并加热溶液，直至将溶剂蒸干后将所得固体 放入80°C的烘箱中干燥8小时，再将烘箱温度调到120°C干燥2小时，然后将样品分别置于 500°C下煅烧4小时。
[0077] 图4是不同煅烧温度下锡掺杂样品对Ippm甲醛的响应大小。可以看出，最佳烧结 温度温度为450 °C。
[0078] 实施例5 :锡添加剂与镉添加剂对比（图5)
[0079] 称取先前合成的ZnO纳米颗粒0. 400g，将其溶于IlOml去离子水中，并向溶液中加 入0. 007g SnSO4，超声5min，用磁力搅拌器搅拌并加热溶液，直至将溶剂蒸干后将所得固体 放入80°C的烘箱中干燥8小时，再将烘箱温度调到120°C干燥2小时，然后将样品分别置于 450°C下煅烧4小时。
[0080] 称取先前合成的ZnO纳米颗粒0. 400g，将其溶于IlOml去离子水中，并向溶液中加 入0. 016g 3CdS04 ·8Η20,超声5min，用磁力搅拌器搅拌并加热溶液，直至将溶剂蒸干后将所 得固体放入80 °C的烘箱中干燥8小时，再将烘箱温度调到120 °C干燥2小时，然后将样品分 别置于450°C下煅烧4小时。
[0081] 将SnSOg 3CdS0 4 · 8H20掺杂的氧化锌传感材料分别研磨相同时间后用等量无水 乙醇分散后喷涂到前述插指电极上并烘干使溶剂挥发，而后增加光源制成甲醛传感器，而 后测试两者对相同浓度甲醛的响应，并进行比较。图5是锡掺杂与镉掺杂样品对Ippm甲醛 响应大小以及响应时间的对比。可以看出，锡掺杂样品对甲醛的响应效果优于镉掺杂样品 对甲醛的响应效果。
[0082] 以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，本领域的普通技术 人员可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围，本 发明的保护范围应以权利要求书所述为准。
【主权项】
1. 一种光催化甲醛传感材料，其特征在于，包含氧化锌纳米颗粒及锡添加剂。2. 如权利要求1所述的光催化甲醛传感材料，其特征在于：所述氧化锌纳米颗粒的粒 径为20nm~50nm ;所述锡添加剂为氧化锡，氧化锡占氧化锌与氧化锡总质量的0. 3%~ 5%〇3. 如权利要求2所述的光催化甲醛传感材料，其特征在于：所述氧化锌纳米颗粒的粒 径为30nm，所述氧化锡占氧化锌与氧化锡总质量的2 %。4. 一种合成权利要求1所述光催化甲醛传感材料的方法，其特征在于，包括如下步骤： 1) 将预先合成的氧化锌纳米颗粒均匀分散在锡盐溶液中，得到溶液A ; 2) 搅拌溶液A并蒸干溶剂，得到沉淀物B ; 3) 对沉淀物B进行高温煅烧处理，得到产物C，即为光催化甲醛传感材料。5. 如权利要求4所述的方法，其特征在于：步骤1)所述锡盐为SnSO 4、SnCl4S SnC 204。6. 如权利要求4所述的方法，其特征在于：步骤2)在80-120°C下蒸干溶剂。7. 如权利要求4所述的方法，其特征在于：步骤3)在400-500°C进行所述煅烧。8. 如权利要求4所述的方法，其特征在于：步骤1)所述锡盐为SnSO 4;步骤2)在80°C 下搅拌直至溶剂蒸干，而后分别在80°C下烘干12h和在120°C下烘干2h使样品彻底干燥； 步骤3)在450°C进行所述煅烧。9. 如权利要求4-8中任一项所述的方法，其特征在于：将产物C研磨至微粉后均匀分 散在溶剂中制成浆料，然后将该浆料喷涂到电极上，干燥后得到薄膜传感材料。10. -种采用权利要求1所述光催化甲醛传感材料的甲醛传感器，其特征在于，包括： 电极，其上涂敷所述光催化甲醛传感材料； 紫外光源，用于提供紫外光以在检测时对电极区域进行照射； 测量电路，连接所述电极，用于检测紫外光照射电极区域时甲醛传感材料所产生的光 致电导变化，进而测得甲醛含量。
【专利摘要】本发明涉及一种锡掺杂的光催化甲醛传感材料及其制备方法和甲醛传感器。该光催化甲醛传感材料包含氧化锌纳米颗粒及锡添加剂。制备该材料时，首先将预先合成的氧化锌纳米颗粒均匀分散在锡盐溶液中，得到溶液A；然后搅拌溶液A并蒸干溶剂，得到沉淀物B；然后对沉淀物B进行高温煅烧处理，得到产物C，即为光催化甲醛传感材料。所述锡盐优选为硫酸亚锡。本发明提供了一种低成本、高灵敏度、高选择性的光催化甲醛传感材料，能够将甲醛的检测下限降到0.1ppm，并且提高了材料对乙醇的选择性。
【IPC分类】G01N27/04
【公开号】CN105092652
【申请号】CN201510477075
【发明人】常兴华, 刘宇, 郑捷, 李星国
【申请人】北京大学, 夏普株式会社
【公开日】2015年11月25日
【申请日】2015年8月6日