基于核壳结构氧化铌/氧化锡异质纳米棒的气敏纳米材料、制备工艺及其应用的制作方法

技术特征：
1.一种基于核壳结构氧化铌/氧化锡异质纳米棒的气敏纳米材料的制备工艺，其特征在于，具体步骤如下：（1）分别使用去离子水和乙醇对铌片进行超声波清洗，10~15分钟后用高纯氮气吹干；（2）配制浓度为0.03~0.06 mol/l的氟化铵溶液；（3）将步骤（2）配制的氟化铵溶液放入高压釜中；（4）将步骤（1）中清洗干净的铌片作为衬底和源材料，面朝下放入步骤（2）配制的氟化铵溶液中，在180-220℃的温度下生长3~12 h，氧化铌纳米棒生长结束后冷却至室温，用去离子水冲洗并烘干；（5）将步骤（4）中得到的氧化铌纳米棒材料放入原子层沉积系统中沉积氧化锡薄膜，通过控制原子层沉积的循环次数，得到氧化锡壳层厚度可变的核壳异质结结构；（6）将步骤（5）沉积了氧化锡壳层的氧化铌纳米棒放入马弗炉中煅烧，获得结晶性好的氧化铌/氧化锡核壳异质纳米棒；（7）将氧化铌/氧化锡核壳异质纳米棒从铌片上超声分离至去离子水中，再将得到的质量体积比为1~5 mg/ml的悬浮液滴在经过清洗的石英衬片上，在50~80℃的温度下烘干，并冷却至室温，得到基于核壳结构的氧化铌/氧化锡异质纳米棒的气敏纳米材料。2.如权利要求1所述的制备工艺，其特征在于，步骤（4）中，生长的氧化铌纳米棒的平均直径为40~60 nm，平均长度为700~1100 nm。3.如权利要求1所述的制备工艺，其特征在于，步骤（5）中，原子层沉积氧化锡薄膜的过程中，选择四（二甲氨基）锡(iv)tdmasn作为锡源，去离子水作为氧源，设定反应温度为130-200℃，tdmasn源温度为30-55℃。4.如权利要求1所述的制备工艺，其特征在于，步骤（5）中，在使用原子层沉积氧化锡薄膜时，生长过程的每个循环包括0.2-3.0 s tdmasn脉冲，2-10 s吹扫，0.1-2 s去离子水脉冲和2-10 s吹扫。5.如权利要求1所述的制备工艺，其特征在于，步骤（6）中，马弗炉的煅烧温度为450~600℃，煅烧时间为1~3 h。6.一种如权利要求1所述的制备工艺制得的基于核壳结构氧化铌/氧化锡异质纳米棒的气敏纳米材料。7.一种如权利要求6所述的基于核壳结构氧化铌/氧化锡异质纳米棒的气敏纳米材料在检测硫化氢气体方面的应用。8.如权利要求7所述的应用，其特征在于，硫化氢气体的浓度在1~20 ppm之间。

技术总结
本发明公开了一种基于核壳结构氧化铌/氧化锡异质纳米棒的气敏纳米材料、制备工艺及其应用。本发明采用简单高效的水热法制备纯氧化铌纳米棒并采用原子层沉积技术制备氧化锡壳层，得到了基于核壳结构氧化铌/氧化锡异质纳米棒的气敏材料。与其他的制备工艺相比，本发明的制备方法具有价格低廉，制备效率高，可批量大规模生产等优点。本发明构建的基于n-n异质结的核壳纳米棒材料有效提升了传感器的灵敏度，并缩减了传感器的响应速度。本发明的气敏传感材料能够对微量级的硫化氢气体有较好的气敏性能，同时具有较为优秀的长期稳定性，为硫化氢的监测提供了一个高效的、经济的、有实际应用价值的策略。实际应用价值的策略。实际应用价值的策略。


技术研发人员：卢红亮
受保护的技术使用者：上海复纯环保科技有限公司
技术研发日：2022.05.12
技术公布日：2022/7/29