反应结束后自然冷却至室温，将得到的沉淀物抽滤、洗涤后，于80°C下干燥，得到浅黄色的铋甘油化合物粉末；
[0043]2)称取200g上述所得铋甘油化合物粉末，采用超声分散方法将其分散于10L去离子水中，得到分散液，按Bi:Mo:Fe摩尔比=3:1:0.1的比例加入46.9g的Na2Mo04.2Η20和9.5g的Fe (N03)3.9H20，再用稀硝酸调节分散液的pH值至1，搅拌使其混合均匀得到混合溶液，然后将混合溶液移至聚四氟乙烯水热反应釜中，升温至100°C保温反应36h，反应结束后自然冷却至室温，将得到的沉淀物进行抽滤、洗涤后，于80°C下干燥，得到铁掺杂的Bi2Mo06纳米粉体，即H 2S气敏材料，对其进行XRD及SEM测试，结果显示铁掺杂的Bi2Mo0f^米材料的粒径为36.4nm，形貌为片球状结构；
[0044]3)以上述H2S气敏材料为原料，采用与实施例1相似的方法制得H2S气敏器件。
[0045]采用与实施例1相同的方法对本实施例制备的硫化氢气敏坯料进行测试，测得:当工作温度为300°C时，对5ppm H2S的灵敏度高达6.7，响应时间与恢复时间分别为8s和14s,对硫化氢表现出非常好的灵敏性。
[0046]实施例4
[0047]制备硫化氢气敏器件，步骤如下:
[0048]1)称取59.67g硝酸铋加入到50L异丙醇和5L甘油的混合液中(硝酸铋质量百分比浓度为0.1% )，搅拌得到澄清的溶液，再将澄清的溶液转移至聚四氟乙烯水热反应釜中，升温至180°c保温反应6h，反应结束后自然冷却至室温，将得到的沉淀物抽滤、洗涤后，于70°C下干燥，得到浅黄色的铋甘油化合物粉末；
[0049]2)称取0.2994g上述所得铋甘油化合物粉末，采用超声分散方法将其分散于70mL去离子水中，得到分散液，按Bi:Mo:Fe摩尔比=4:5:1.5的比例加入0.2969g的Na2Mo04.2H20和0.1798g的Fe (N03) 3.9H20，再用稀硝酸调节分散液的pH值至1，搅拌使其混合均匀得到混合溶液，然后将混合溶液移至聚四氟乙烯水热反应釜中，升温至170°C保温反应12h，反应结束后自然冷却至室温，将得到的沉淀物进行抽滤、洗涤后，于70°C下干燥，得到铁掺杂的Bi2Mo06纳米粉体，即H 2S气敏材料，对其进行XRD及SEM测试，结果显示铁掺杂的Bi2Mo06纳米材料的粒径为5.2nm，形貌为片球状结构；
[0050]3)以上述H2S气敏材料为原料，采用与实施例1相似的方法制得H2S气敏器件。
[0051]采用与实施例1相同的方法对本实施例制备的硫化氢气敏坯料进行测试，测得:当工作温度为300°C时，对6ppm H2S的灵敏度高达8.21，响应时间与恢复时间分别为7s和12s,对硫化氢表现出非常好的灵敏性。
[0052]实施例5
[0053]制备硫化氢气敏器件，步骤如下:
[0054]1)称取0.9547g硝酸铋加入到20mL异丙醇和4mL甘油的混合液中(硝酸铋质量百分比浓度为4.6% )，搅拌得到澄清的溶液，再将澄清的溶液转移至聚四氟乙烯水热反应釜中，升温至190°C保温反应5h，反应结束后自然冷却至室温，将得到的沉淀物抽滤、洗涤后，于70°C下干燥，得到浅黄色的铋甘油化合物粉末；
[0055]2)称取0.5276g上述所得铋甘油化合物粉末，采用超声分散方法将其分散于40mL去离子水中，得到分散液，按Bi:Mo:Fe摩尔比=1:1:0.4的比例加入0.3710g的Na2Mo04.2H20和0.2993g的Fe (N03) 3.9H20，再用稀硝酸调节分散液的pH值至1，搅拌使其混合均匀得到混合溶液，然后将混合溶液移至聚四氟乙烯水热反应釜中，升温至180°C保温反应8h，反应结束后自然冷却至室温，将得到的沉淀物进行抽滤、洗涤后，于70°C下干燥，得到铁掺杂的Bi2Mo06纳米粉体，即H 2S气敏材料，对其进行XRD及SEM测试，结果显示铁掺杂的Bi2Mo06纳米材料的粒径为10.3nm，形貌为片球状结构；
[0056]3)以上述H2S气敏材料为原料，采用与实施例1相似的方法制得H2S气敏器件。
[0057]采用与实施例1相同的方法对本实施例制备的硫化氢气敏坯料进行测试，测得:当工作温度为300°C时，对lOppm H2S的灵敏度高达13.34，响应时间与恢复时间分别为8s和12s,对硫化氢表现出非常好的灵敏性。
[0058]实施例6
[0059]制备硫化氢气敏器件，步骤如下:
[0060]1)采用与实施例1相同的方法制备铋甘油化合物粉末；
[0061]2)称取0.4840g上述所得铋甘油化合物粉末，采用超声分散方法将其分散于80mL去离子水中，得到分散液，按Bi:Mo:Fe摩尔比=3:2:0.3的比例加入0.2268g的Na2Mo04.2H20和0.0686g的Fe (N03) 3.9H20，再用稀硝酸调节分散液的pH值至1，搅拌使其混合均匀得到混合溶液，然后将混合溶液移至聚四氟乙烯水热反应釜中，升温至220°C保温反应lh，反应结束后自然冷却至室温，将得到的沉淀物进行抽滤、洗涤后，于80°C下干燥，得到铁掺杂的Bi2Mo06纳米粉体，即H 2S气敏材料，对其进行XRD及SEM测试，结果显示铁掺杂的Bi2Mo06纳米材料的粒径为39.8nm，形貌为片球状结构；
[0062]3)以上述H2S气敏材料为原料，采用与实施例1相似的方法制得H2S气敏器件。
[0063]采用与实施例1相同的方法对本实施例制备的硫化氢气敏坯料进行测试，测得:当工作温度为300°C时，对9ppm H2S的灵敏度高达11.11，响应时间与恢复时间分别为7s和13s,对硫化氢表现出非常好的灵敏性。
[0064]本发明所列举的各原料都能实现本发明，以及各原料的上下限取值、区间值都能实现本发明；本发明的工艺参数(如温度、时间等)的上下限取值、区间值都能实现本发明，在此不--列举实施例。
【主权项】
1.一种硫化氢气敏材料，其特征在于包括铁掺杂的Bi #006纳米粉体，其中Fe:Mo摩尔比为 0.1-50:100。2.根据权利要求1所述的硫化氢气敏材料，其特征在于所述铁掺杂的Bi2Mo06纳米粉体为片球状结构，粒径为5-100nm。3.一种权利要求1或2所述的硫化氢气敏材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤: 1)将硝酸铋加入到异丙醇和甘油的混合液中，搅拌得到澄清的溶液，再将澄清的溶液转移至水热反应釜中，升温至160-200°C保温反应2-24h，反应结束后自然冷却至室温，将得到的沉淀物抽滤、洗涤、干燥后得到铋甘油化合物粉末； 2)将步骤1)所得铋甘油化合物粉末分散于去离子水中，得到分散液，分散液中铋甘油化合物浓度为l_200g/L，然后加入Na2Mo04.2H20，其中Bi:Mo摩尔比为0.3-3:1，再加入可溶性铁盐，其中Fe:Mo摩尔比为0.1-50:100，用酸调节分散液的pH值至1_7，搅拌使其混合均匀得到混合溶液，然后将混合溶液移至水热反应釜中，升温至100-250°C保温反应l-36h，反应结束后自然冷却至室温，将得到的沉淀物进行抽滤、洗涤、干燥后得到铁掺杂的Bi2Mo06纳米粉体，即H 2S气敏材料。4.根据权利要求3所述的硫化氢气敏材料的制备方法，其特征在于步骤1)所述澄清的溶液中硝酸铋的质量百分浓度为0.1-20% ;所述异丙醇和甘油的混合液中异丙醇与甘油的体积比为1_10: 1 ο5.根据权利要求3所述的硫化氢气敏材料的制备方法，其特征在于步骤2)所述可溶性铁盐为 Fe(N03)3.9H20、FeCl3、FeS04中的一种。6.一种硫化氢气敏器件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤: 1)将硝酸铋加入到异丙醇和甘油的混合液中，搅拌得到澄清的溶液，再将澄清的溶液转移至水热反应釜中，升温至160-200°C保温反应2-24h，反应结束后自然冷却至室温，将得到的沉淀物抽滤、洗涤、干燥后得到铋甘油化合物粉末； 2)将步骤1)所得铋甘油化合物粉末分散于去离子水中，得到分散液，分散液中铋甘油化合物浓度为l_200g/L，然后加入Na2Mo04.2H20，其中Bi:Mo摩尔比为0.3-3:1，再加入可溶性铁盐，其中Fe:Mo摩尔比为0.1-50:100，用酸调节分散液的pH值至1_7，搅拌使其混合均匀得到混合溶液，然后将混合溶液移至水热反应釜中，升温至100-250°C保温反应l-36h，反应结束后自然冷却至室温，将得到的沉淀物进行抽滤、洗涤、干燥后得到铁掺杂的Bi2Mo06纳米粉体，即H 2S气敏材料； 3)取步骤2)所得铁掺杂的扮#006纳米粉体溶于适量无水乙醇中，充分研磨使其混合成糊状，然后将其均匀涂覆在陶瓷管电极管表面，自然风干后于400°C退火30min，再向陶瓷管中穿入N1-Cr加热丝，即制得硫化氢气敏器件的核心部分:气敏电极管，最后按照旁热式结构传统工艺对气敏电极管进行焊接、电老化、封装，制得硫化氢气敏器件。
【专利摘要】本发明涉及一种硫化氢气敏材料及其制备方法以及硫化氢气敏器件的制备方法，所述硫化氢气敏材料包括铁掺杂的Bi2MoO6纳米粉体，其中Fe:Mo摩尔比为0.1-50:100。其制备方法为：1)将硝酸铋加入到异丙醇和甘油的混合液中，搅拌后转移至水热反应釜中反应得到铋甘油化合物粉末；2)将铋甘油化合物粉末分散于去离子水中，加入Na2MoO4·2H2O和可溶性铁盐，调节分散液的pH值至1-7，搅拌后移至水热反应釜中反应得到H2S气敏材料。本发明提供的H2S气敏材料具备小尺寸效应、表面效应等特点，利用该材料制备的H2S气敏器件响应-恢复时间短、灵敏度高、最佳工作温度低，且可以检测10ppm以下浓度的H2S。
【IPC分类】G01N27/00
【公开号】CN105259213
【申请号】CN201510731965
【发明人】林志东, 许梦莹, 高淳, 付萍, 王学华
【申请人】武汉工程大学
【公开日】2016年1月20日
【申请日】2015年10月31日