0mL水中,然后加入20mL无水乙醇,搅拌 得奶白色悬浮液I ;称取0. 3g SiO2纳米球超声分散于40mL水中,得悬浮液II ;将配制的悬 浮液I和II混合,磁力搅拌20分钟,然后转移到IOOmL聚四氟乙烯高压釜中,在170°C下反 应30h,冷却后所得沉淀进行离心分离和洗涤,然后分散于IOmL去离子水中,得分散液III ; 2)配制40~50mL,2mol/L的NaOH溶液,升温至50°C,再加入分散液III,搅拌5h,所得产 物经去离子水洗涤、干燥,最后在500°C焙烧4h,得到所述的二氧化锡空心纳米球。3)称取 0. 2g制得的二氧化锡空心纳米球超声分散于50mL去离子水中,向其中加入0. 306g,lwt% Pd(NO3)2溶液,剧烈搅拌Ih左右,调节所得混合溶液的PH值至9。经过去离子水离心洗涤 分离,所得沉淀在80°C烘箱中干燥4h左右,最后以3°C /min的速率升温至500°C焙烧4h, 得钯掺杂二氧化锡空心纳米球。
[0040] 本步骤3)制得的产物经过X射线衍射分析确定四方晶系金红石型SnO2CJCPDS No. 41-1445),其X射线衍射图见图1,图谱中无明显钯的特征衍射峰,这主要是由于钯的掺 杂量较少使衍射峰不明显以及钯元素以无定型态高度分散在SnO 2S心纳米球中造成的; EDX图谱表明钯存在于产物中(见图2) ;TEM结果表明,所得产物为空心球结构,壳层厚度 约为8~10nm,空心球尺寸为180~200nm(见图3)。
[0041] 将本实施例制得的钯掺杂二氧化锡空心纳米球作为敏感材料用于制备气敏元件, 具体包括以下步骤:
[0042] 1)将200mg上述气敏材料经玛瑙研钵研磨IOmin ;
[0043] 2)取0. 5mL乙醇加入到玛瑙研钵中继续研磨,浆料研磨干时继续滴加乙醇研磨, 得均匀的浆状气敏材料;
[0044] 3)用丝网印刷机将粘稠的浆状气敏材料印刷到经丙酮浸泡、乙醇洗净后的金叉 指电极上,使浆料均匀敷在电极片表面,然后在空气中90°C下放置12h使其干燥后,置于 500°C退火处理4h,得检测CO的平板式气敏元件。
[0045] 将平板式气敏元件置于测试仪器中,通电流老化24h,再进行气敏测试。在最佳工 作温度150°C下,对200ppm CO的灵敏度为11,且气敏材料对于VOCs气体对CO表现出良好 的选择性,结果分别见图4、图5和图6。
[0046] 实施例2
[0047] 制备钯掺杂二氧化锡空心纳米球,制备过程中Pd与Sn的摩尔比为0. 5% :1,具体 包括以下步骤:
[0048] 1)将2. Og尿素、0. 3g K2SnO3 · 3H20溶于30mL水中,然后加入20mL无水乙醇,搅 拌得奶白色悬浮液I ;称取〇. 3g SiO2纳米球超声分散于40mL水中,得悬浮液II ;将配制的 悬浮液I和II混合,磁力搅拌20分钟,然后转移到IOOmL聚四氟乙烯高压釜中,在170°C 下反应30h,冷却后所得沉淀进行离心分离和洗涤,然后分散于IOmL去离子水中,得分散液 III ;2)配制40~50mL,2mol/L的NaOH溶液,升温至55°C,再加入分散液III,搅拌4h,所得 产物经去离子水洗涤、干燥,最后在600°C焙烧2h,得所述的二氧化锡空心纳米球。3)称取 0. 2g制得的二氧化锡空心纳米球超声分散于50mL去离子水中,向其中加入0. 153g,lwt% Pd (NO3) 2溶液,剧烈搅拌Ih左右。调节所得混合溶液的PH值至9,然后经过去离子水离心 洗涤,所得沉淀在l〇〇°C烘箱中干燥2h左右,最后以5°C /min的速率升温至600°C焙烧2h, 得钯掺杂二氧化锡空心纳米球。
[0049] 将本实施例制得的钯掺杂二氧化锡空心纳米球作为敏感材料用于制备气敏元件, 具体包括以下步骤:
[0050] 1)将200mg上述气敏材料经玛瑙研钵研磨5min ;
[0051] 2)取0. 5mL乙醇加入到玛瑙研钵中,继续研磨,期间,浆料研磨干时继续滴加乙醇 研磨,最终得到均匀的浆状气敏材料;
[0052] 3)用丝网印刷机将粘稠的气敏材料印刷到经丙酮浸泡、乙醇洗净后的金叉指电极 上,使浆料均匀敷在电极片表面,空气中80°C放置12h使其干燥后,置于600°C退火处理2h, 得检测CO的平板式气敏元件。
[0053] 将平板式气敏元件置于测试仪器中,通电流老化24h,再进行气敏测试。在最佳工 作温度200°C下,对200ppm CO的灵敏度为3. 8(见图4)。
[0054] 实施例3
[0055] 制备钯掺杂二氧化锡空心纳米球,制备过程中Pd与Sn的摩尔比为3% :1,具体包 括以下步骤:
[0056] 1)将2. Og尿素、0· 3g K2SnO3 ·3Η20溶于30mL水中,然后加入20mL无水乙醇,搅拌 得奶白色悬浮液I ;称取0. 3g SiO2纳米球超声分散于40mL水中,得悬浮液II ;将配制的悬 浮液I和II混合,搅拌混合均匀,然后转移到IOOmL聚四氟乙烯高压釜中,在180°C下反应 28h,冷却后所得沉淀进行离心分离和洗涤,然后分散于IOmL去离子水中,得分散液III ;2) 配制40~50mL,2mol/L的NaOH溶液,升温至50°C,再加入分散液III,搅拌5h,所得产物经 去离子水洗涤、干燥,最后在500°C焙烧3h,得所述的二氧化锡空心纳米球。3)称取0. 2g制 得的二氧化锡空心纳米球超声分散于50mL去离子水中,向其中加入0. 917g,lwt% Pd(NO3)2 溶液,剧烈搅拌Ih左右。然后调节所得混合溶液的PH值至10,经过去离子水离心洗涤,所 得沉淀在80°C烘箱中干燥3h左右,最后以2°C /min的速率升温至500°C焙烧3h,得钯掺杂 二氧化锡空心纳米球。
[0057] 将本实施例制得的钯掺杂二氧化锡空心纳米球作为敏感材料用于制备气敏元件, 具体包括以下步骤:
[0058] 1)将200mg上述气敏材料经玛瑙研钵研磨IOmin ;
[0059] 2)取0. 5mL乙醇加入到玛瑙研钵中,继续研磨,期间,浆料研磨干时继续滴加乙醇 研磨,最终得到均匀的浆状气敏材料;
[0060] 3)用丝网印刷机将粘稠的气敏材料印刷到经丙酮浸泡、乙醇洗净后的金叉指电极 上,使浆料均匀敷在电极片表面,空气中90°C放置12h使其干燥后,置于500°C退火处理3h, 得检测CO的平板式气敏元件。
[0061] 将平板式气敏元件置于测试仪器中,通电流老化24h,再进行气敏测试。在最佳工 作温度200°C下,对200ppm CO的灵敏度为5(见图4)。
[0062] 实施例4
[0063] 制备钯掺杂二氧化锡空心纳米球,制备过程中Pd与Sn的摩尔比为5% :1,具体包 括以下步骤:
[0064] 1)将2. Og尿素、0· 3g K2SnO3 · 3H20溶于30mL水中,然后加入20mL无水乙醇,搅 拌得奶白色悬浮液I ;称取〇. 3g SiO2纳米球超声分散于40mL水中,得悬浮液II ;将配制的 悬浮液I和II混合,搅拌混合均匀,然后转移到IOOmL聚四氟乙烯高压釜中,在170°C下反 应30h,冷却后所得沉淀进行离心分离和洗涤,然后分散于IOmL去离子水中,得分散液III ; 2)配制40~50mL,2mol/L的NaOH溶液,升温至50°C,再加入分散液III,搅拌4h,所得产 物经去离子水洗涤、干燥,最后在600°C焙烧4h,得到所述的二氧化锡空心纳米球。3)称取 0. 2g制得的二氧化锡空心纳米球超声分散于50mL去离子水中,向其中加入I. 53g,Iwt % Pd(NO3)2溶液,剧烈搅拌Ih左右,调节所得混合溶液的PH值至9。然后经去离子水离心洗 涤,所得沉淀在100°C烘箱中干燥2h左右,最后以5°C /min的速率升温至500°C焙烧3h,得 钯掺杂二氧化锡空心纳米球。
[0065] 将本实施例制得的钯掺杂二氧化锡空心纳米球作为敏感材料用于制备气敏元件, 具体包括以下步骤:
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