纳米传感材料的制备工艺的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明公开了一种空心立方ZnSnO3纳米传感材料的制备工艺。
【背景技术】
[0002]在众多的功能材料中，半导体金属氧化物是最富有代表性的材料之一，它们在现代半导体工业、电子产业、国防等方面具有不可代替的作用。半导体金属氧化物的导电能力介于导体和绝缘体之间，它们对于外界条件(如光、电、热、磁等)的改变非常敏感。正是利用了它们的这个性质特点，人们可以设计并制造出某些具有特定用途的功能性器件，在科学技术研究、国防、工农业生产和人们的日常生活等众多领域中发挥着巨大的作用并有着广泛的应用需求。以ZnO和SnO2为代表的二元半导体金属氧化物气敏材料，一直都受到人们广泛的关注。但是，纯相的ZnO和Sn02气敏材料一直都存在选择性较差和灵敏度低等问题，不利于其在气敏传感器领域的应用。关于ZnO和Sn02气敏材料的制备也存在着效率低、质量难以控制等问题。
[0003]为了克服上述问题，本发明通过将ZnO与SnO2反应能够得到ABO3型的三元复合氧化物ZnSnO3,其敏感性能会优于单一组分的ZnO或SnO2。通过水热合成法制备空心立方的ZnSnO3纳米传感结构,所合成出来的ZnSnO3微/纳米材料具有结晶性好、尺寸均勻的特点，将它们应用于气敏传感领域，其气敏特性具有灵敏度高和响应快的特点，具有十分重要和具有潜在的应用价值。
【发明内容】
[0004]本发明的目的就是针对现有技术存在的缺陷，发明一种空心立方ZnSnO3纳米传感材料的制备工艺。其技术方案是一种空心立方ZnSnO3纳米传感材料的制备工艺，其特征是:基于水热合成法，采用表面活性剂HMT辅助制备了 ABO3结构的ZnSnO3纳米传感材料。制备的ZnSnO3纳米立方体具有尺寸均匀、具有钙钛矿结构的空心笼状和框架状ZnSnO3纳米立方体，其边长为200-400nm。表面活性剂HMT在制备空心笼状和框架状ZnSnO3纳米立方体的过程中起了关键作用。
[0005]具体工艺:首先，将40 mL的二水合醋酸锌(Zn(CH3COO)2).2H20，15 mM)，五水合四氯化锡水(SnCl4.5Η20，15 mM)、氢氧化钠(NaOH,0.2 g)和六亚甲基四胺((CH2)6N47HMT,
0.05 g)用去离子水在磁力搅拌情况下配置成40 mL的前驱液；然后将其转入到聚四氟乙烯内胆的水热反应釜中密封，接着在160°C水热反应12 h后随炉冷却到室温；收集到的沉淀用去离子水和乙醇多次离心分离，最后在90°C空气气氛下烘干得到最终产物。
[0006]本发明的特点是:水热合成法是一种比较理想的制备特殊结构ZnSnO3微/纳米材料的方法，所合成出来的ZnSn03微/纳米材料具有结晶性好、尺寸均匀的特点，将它们应用于气敏传感领域，其气敏特性具有灵敏度高和响应快的特点。通过将ZnO与SnO2反应能够得到ABO3型的三元复合氧化物ZnSnO3,其敏感性能明显优于单一组分的ZnO或Sn02。本发明制备出了尺寸均匀、具有钙钛矿结构的空心笼状和框架状ZnSnO3纳米立方体，其边长为200-400 nm。表面活性剂HMT在制备空心笼状和框架状ZnSnO3纳米立方体的过程中起了关键作用。ZnSnO3产物制备的旁热式气敏传感器对于乙醇和甲醛气体具有快响应的特点，其最佳工作温度分别为270°C和210°C。因此本发明发展了一种便捷、低成本的方法来制备这种特殊结构的ZnSnO3微/纳米材料传感材料,具有潜在的应用价值。
【具体实施方式】
[0007]—种空心立方ZnSnO3纳米传感材料的制备工艺,其特征是:基于水热合成法，采用表面活性剂HMT辅助制备了 ABO3结构的ZnSnO3纳米传感材料。制备的ZnSnO3纳米立方体具有尺寸均匀、具有钙钛矿结构的空心笼状和框架状ZnSnO3纳米立方体，其边长为200-400nm。表面活性剂HMT在制备空心笼状和框架状ZnSnO3纳米立方体的过程中起了关键作用。
[0008]具体工艺:首先，将40 mL的二水合醋酸锌(Zn(CH3COO)2).2H20，15 mM)，五水合四氯化锡水(SnCl4.5Η20，15 mM)、氢氧化钠(NaOH,0.2 g)和六亚甲基四胺((CH2)6N47HMT,
0.05 g)用去离子水在磁力搅拌情况下配置成40 mL的前驱液；然后将其转入到聚四氟乙烯内胆的水热反应釜中密封，接着在160°C水热反应12 h后随炉冷却到室温；收集到的沉淀用去离子水和乙醇多次离心分离，最后在90°C空气气氛下烘干得到最终产物。
【主权项】
1.一种空心立方ZnSnO3纳米传感材料的制备工艺，其特征是:基于水热合成法,采用表面活性剂HMT辅助制备了 ABO3结构的ZnSnO3纳米传感材料，制备的ZnSnO3纳米立方体具有尺寸均匀、具有钙钛矿结构的空心笼状和框架状ZnSnO3纳米立方体，其边长为200-400nm，表面活性剂HMT在制备空心笼状和框架状ZnSnO3纳米立方体的过程中起了关键作用。
2.根据权利要求1所述的一种空心立方ZnSnO3纳米传感材料的制备工艺,其特征是:具体工艺:首先，将40 mL的二水合醋酸锌(Zn(CH3COO)2).2H20，15 mM)，五水合四氯化锡水(SnCl4.5H20，15 mM)、氢氧化钠(NaOH,0.2 g)和六亚甲基四胺((CH2)6N4, HMT,0.05 g)用去离子水在磁力搅拌情况下配置成40 mL的前驱液；然后将其转入到聚四氟乙烯内胆的水热反应釜中密封，接着在160°C水热反应12 h后随炉冷却到室温；收集到的沉淀用去离子水和乙醇多次离心分离，最后在90°C空气气氛下烘干得到最终产物。
【专利摘要】本发明公开了是种空心立方ZnSnO3纳米传感材料的制备工艺。其技术方案是：基于水热合成法，采用表面活性剂HMT辅助制备了ABO3结构的ZnSnO3纳米传感材料。制备的ZnSnO3纳米立方体具有尺寸均匀、具有钙钛矿结构的空心笼状和框架状ZnSnO3纳米立方体，其边长为200-400nm。表面活性剂HMT在制备空心笼状和框架状ZnSnO3纳米立方体的过程中起了关键作用。本发明的特点是：通过水热合成法，制备出是一种比较理想的制备特殊结构ZnSnO3微/纳米材料的方法，所合成出来的ZnSnO3微/纳米材料具有结晶性好、尺寸均匀的特点。
【IPC分类】C01G19-00, B82Y30-00, B82Y40-00
【公开号】CN104692451
【申请号】CN201310657635
【发明人】马文超
【申请人】青岛平度市旧店金矿
【公开日】2015年6月10日
【申请日】2013年12月9日