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原文传递一种气敏材料，制备方法及其在气敏传感器中的应用

专利名称：	一种气敏材料，制备方法及其在气敏传感器中的应用
摘要：	本发明提供一种气敏材料，制备方法及其在气敏传感器中的应用，所述g‑C3N4/ZnO气敏材料为片层状堆积结构，其中，g‑C3N4占g‑C3N4/ZnO质量分数为1％；其在工作温度为280℃时，对100ppm的乙醇气体灵敏度达到84.1；制备方法如下：首先制备出石墨相碳化氮，然后加入氧化锌前驱物，通过水热法制备g‑C3N4/ZnO；其在气敏传感器中的应用，将g‑C3N4/ZnO气敏材料涂覆于金电极包覆的Al2O3陶瓷管表面制成气敏传感元件。本发明利用水热法将g‑C3N4与纳米ZnO耦合，首次制备出g‑C3N4/ZnO(1％g‑C3N4)气敏材料，实现气体传感器材料与功能的一体化,对乙醇、甲烷、硫化氢等还原性气体响应和恢复时间短、灵敏度高。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	安徽;34
申请人：	蚌埠学院
发明人：	张现峰;吕长鹏;王传虎;杜文杰;王威
专利状态：	有效
申请日期：	2019-04-16T00:00:00+0800
发布日期：	2019-07-23T00:00:00+0800
申请号：	CN201910303581.9
公开号：	CN110044971A
代理机构：	昆明合众智信知识产权事务所
代理人：	张玺
分类号：	G01N27/12(2006.01);G;G01;G01N;G01N27
申请人地址：	233030 安徽省蚌埠市曹山路1866号
主权项：	1.一种气敏材料，其特征在于：所述g-C3N4/ZnO气敏材料为片层状堆积结构，其中，g-C3N4占g-C3N4/ZnO质量分数为1％；所述g-C3N4/ZnO气敏材料在工作温度为280℃时，对100ppm的乙醇气体灵敏度达到84.1。 2.一种气敏材料的制备方法，其特征在于：首先制备出石墨相碳化氮，然后加入氧化锌前驱物，通过水热法制备g-C3N4/ZnO，具体包括以下步骤： S1：制备石墨相氮化碳：称取5g三聚氰胺放入坩埚中，置于马弗炉中以5～8℃/min升温速率加热至550～600℃，并保温5h，冷却至室温后，取出研磨，溶于无水乙醇超声分散，然后离心，取出上层清液，得到沉淀物，重复三次，再放入60℃干燥箱中干燥，得到黄色粉末g-C3N4； S2：水热法制备g-C3N4/ZnO前驱体分散液； S3：制备g-C3N4/ZnO气敏材料：将所得g-C3N4/ZnO前驱体分散液冷却至室温后，静置分离出沉淀，去离子水洗涤3次，放入60～100℃干燥箱中干燥1～12h后，在400～450℃下保温2h，冷却至室温后，制出白色粉末状气敏材料g-C3N4/ZnO；其中，水热法制备g-C3N4/ZnO前驱体分散液包括以下步骤： a.配制g-C3N4悬浮液：在室温条件下，称取5.9mg g-C3N4溶于10mL的去离子水中，搅拌至充分溶解，形成g-C3N4悬浮液； b.配制醋酸锌溶液：在室温条件下，称取1.317g醋酸锌于20mL去离子水中，搅拌至玻璃杯充分溶解，得醋酸锌溶液； c.制备g-C3N4/ZnO前驱体分散液：向醋酸锌溶液中加入g-C3N4悬浮液，并搅拌均匀，超声处理1h，再倒入30mL的0.4mol/L尿素溶液中，搅拌均匀后移至反应釜中，在120～160℃下反应8～12h，制得g-C3N4/ZnO前驱体分散液。 3.根据权利要求2所述一种气敏材料的制备方法，其特征在于：S1中，置于马弗炉中以5℃/min升温速率加热至550℃。 4.根据权利要求2所述一种气敏材料的制备方法，其特征在于：S2中，搅拌均匀后移至反应釜中，在120℃下反应12h。 5.根据权利要求2所述一种气敏材料的制备方法，其特征在于：S3中，放入60℃干燥箱中干燥12h后，在400℃下保温2h。 6.一种气敏材料在气敏传感器中的应用，其特征在于：将g-C3N4/ZnO气敏材料涂覆于金电极包覆的Al2O3陶瓷管表面制成气敏传感元件。 7.根据权利要求6所述一种气敏材料在气敏传感器中的应用，其特征在于，所述气敏传感元件的制备方法具体如下：取g-C3N4/ZnO产物粉末研磨20min，再加入去离子水混合研磨至糊状，将所得糊状物均匀涂抹于金电极包覆的Al2O3陶瓷管表面后，置于80℃烘箱中烘干5h，再将镍铬合丝穿入复合金电极陶瓷管中，并焊在六角底座上，将焊好的元件于300℃条件下老化3天。 8.根据权利要求7所述一种气敏材料在气敏传感器中的应用，其特征在于，所述g-C3N4/ZnO与去离子水的质量比为1：(0.5-1.5)。
所属类别：	发明专利