专利名称：一种组装湿敏传感材料以及制备方法
技术领域：
本发明涉及的是一种湿敏传感材料以及制备方法，特别是组装湿敏传感材料以及其制备方法。
传统湿敏传感材料有陶瓷类，高分子类和固态电解质类三种。高分子类材料不适用高温高湿环境使用，陶瓷类材料纯样不易制备，烧结温度极高，且性能不够理想。未经组装的固态电解质盐如氯化锂(LiCl)吸湿后极易流失，故须将其组装稳定化。文献中的LiCl/SiO2湿敏材料(硅酸盐学报，26(4),P483)，虽克服了LiCl吸湿后易流失之缺陷，但存在液相制备过程相对复杂，热处理温度高(最佳热处理温度达400℃)等缺点。
本发明的目的在于提供一种性能优越、制备方法简单的组装湿敏传感材料及其制备方法。
本发明材料是双孔道沸石/LiCl——主/客体组装湿敏传感材料。主体双孔道沸石可以是辉沸石(STI)，镁碱沸石(FER)，丝光沸石(MOR)等。
本发明材料制备所用的主体双孔道沸石可以是STI,FER,MOR等沸石，其双孔道中的主孔道为十或十二员环孔道，与客体材料LiCl的尺寸匹配，侧孔道为八员环孔道，与水分子的尺寸匹配。主体材料的主孔道与客体(LiCl)，主体材料的侧孔道与水分子的尺寸匹配越理想，生成物的湿敏传感性能越良好。所形成的组装物为客体材料高分散在主体材料孔道中的新型复合材料。其中LiCl/STI为客体材料LiCl一维链状分散在STI主孔道中的结构。(见XRD表征
图1)本发明材料是这样制备的。用热扩散法将主体双孔道体系的沸石、客体固态电解质LiCl盐加水均匀混合为膏状后烘干，在100～250℃焙烧10～30小时制得组装湿敏传感材料。所用的LiCl与双孔道沸石配比(g/g)范围是2～50％。
本发明的双孔道沸石是辉沸石，镁碱沸石或丝光沸石。该类沸石LiCl组装后湿敏传感性能特别良好。
主体材料最好用STI沸石。其作为主体的组装材料具有适中的感湿阻值范围，良好的感湿线性，感湿可逆性和较快的湿敏响应时间。(见图2,3,4)本发明的焙烧温度为100～250℃，焙烧时间为10～30小时。一般来说，焙烧温度提高，焙烧所需时间缩短。
本发明较好的焙烧温度是150～200℃。
本发明较好的焙烧时间是15～25小时。
本发明双孔道沸石/LiCl-主/客体组装湿敏传感材料，由于以组装主客体尺寸匹配为原则选择主体材料，其客体材料在该热交换作用下将其主孔道用于客体材料LiCl的组装和稳定化，交叉侧孔道用于吸湿传感，与以往湿敏传感材料相比，具有客体不易流失，湿敏性能好，可在高温高湿环境下使用等优点，且制备方法特别简单。
图1是本发明制备的双孔道STI沸石/LiCl主/客体组装湿敏传感材料的XRD表征图。a-客体材料，b-主体材料，c-本发明制备的LiCl/STI样，d-搅拌法制备的LiCl/STI样，e-机械研磨法制备的LiCl/STI样。
图2是本发明用不同主体材料制备的双孔道沸石/LiCl-主/客体组装湿敏传感材料的阻～湿特性曲线。其中□LiCl/FER材料的阻～湿特性曲线；×LiCl/MOR材料的阻～湿特性曲线；●LiCl/STI的阻～湿特性曲线。
图3是本发明制备的双孔道STI沸石/LiCl-主/客体组装湿敏传感材料的感湿可逆性曲线。其中■吸湿过程；□脱湿过程。
图4是本发明制备的双孔道STI沸石/LiCl主/客体组装湿敏传感材料的响应时间图。●吸附曲线(RH=0％→80％)■脱附曲线(RH=80％→0％)，吸附时间=26.5s，脱附时间=38.6s．
权利要求
1．一种组装湿敏传感材料，其特征是客体材料LiCl高分散在双孔道沸石的主孔道中，水分子分散在侧孔道中，组装成湿敏传感材料。
2．一种制备权利要求1材料的方法，其特征是将主体双孔道体系的沸石、客体固体电解质LiCl盐，加水均匀混合为膏状后烘干，在100～250℃焙烧10～30小时制得，所用LiCl与双孔道沸石配比(g/g)是2～50％。
3．根据权利要求1所述的组装湿敏传感材料，其特征是双孔道沸石是辉沸石，镁碱沸石或丝光沸石。
4．根据权利要求3所述的组装湿敏传感材料，其特征是双孔道沸石是辉沸石。
5．根据权利要求2所述的制备权利要求1材料的方法，其特征是主体双孔道体系的沸石是辉沸石、镁碱沸石和丝光沸石。
6．根据权利要求2所述的制备权利要求1材料的方法，其特征是焙烧温度是150～200℃。
7．根据权利要求2所述的制备权利要求1材料的方法，其特征是焙烧时间是15～25小时。
全文摘要
本发明提供了一种双孔道沸石/LiCl——主/容体组装湿敏材料及其制备方法。现有陶瓷类、高分子类和固态电解质类的湿敏传感材料制作工艺复杂，性能不理想。本发明提供了一种主客体尺寸匹配的组装湿敏传感材料，即双孔道沸石/LiCl的组装，使该材料获得了良好的湿敏传感性能。本发明用热扩散法将双孔道沸石与LiCl盐混匀，烘干，焙烧即可。本发明产品不仅客体LiCl不易流失，湿敏性能好，可在高温高湿环境下使用，且制备方法简单。
文档编号G01N27/12GK1317690SQ0111269
公开日2001年10月17日 申请日期2001年4月19日 优先权日2001年4月19日
发明者邹静, 龙英才 申请人:复旦大学