The invention belongs to the technical field of advanced nano materials, in particular to a synthesis method of a large pore size mesoporous bimetallic oxide semiconductor gas sensing material based on acid-base pairs. In the invention, amphiphilic block copolymers are used as templates, metal alkoxides and metal chlorides are two metal oxide precursors. In the synthesis system of polar organic solvents, the amphiphilic block copolymers react with the hydrophilic block of templates through hydrogen bond and coordination, and then the large pore mesoporous bimetallic oxidation is obtained through solvent evaporation induced Co assembly, inert atmosphere first and then air atmosphere calcination step by step Physical semiconductor materials. The invention can synthesize materials including P \u2011 n junction semiconductor, P \u2011 P junction semiconductor and N \u2011 n junction semiconductor, and the synthesized materials have highly ordered mesoporous structure, large pore diameter and high specific surface area. This kind of material can be used in gas sensing, for CO, H
【技术实现步骤摘要】
一种大孔径介孔双金属氧化物半导体气敏材料的合成方法
本专利技术属于先进纳米材料
,具体涉及一种基于酸碱对概念合成大孔径介孔双金属氧化物半导体气敏材料的方法。
技术介绍
金属氧化物半导体纳米材料凭借其独特的微纳米结构以及特殊的光学与电子特性,在催化、传感和储能等领域有着广泛的应用。气体传感方面,客体分子的快速扩散以及活性位点的大量暴露将在极大程度上提高基于金属氧化物半导体材料所得气敏器件的性能。因而,与无孔的块体金属氧化物半导体相比,有序介孔金属氧化物半导体凭借其高度晶化的孔壁、较高的比表面积、较大的孔容、丰富有序且连通的孔道结构、可调的孔径尺寸等特点引起了研究者广泛的兴趣。(WagnerT,HafferS,WeinbergerC,etal.Chem.Soc.Rev.,2013,42:4036-4053;WangZ,TianZ,HanD,etal.ACSAppl.Mater.Interf.,2016,8:5466-5474;LiY,LuoW,QinN,etal.Angew.Chem.Int.Ed.,2014,53:9035-9040;MaJ,RenY,ZhouX,etal.Adv.Funct.Mater.,2018,28:1705268;ZhuY,ZhaoY,MaJ,etal.J.Am.Chem.Soc.,2017,139:10365-10373;ZhouX,ZhuY,LuoW,etal.J.Mater.Chem.,2016,A4:15064-15071.)。金属氧化物半导体的气敏传感性能不仅与其孔道结构 ...
【技术保护点】
1.一种大孔径介孔双金属氧化物半导体气敏材料的合成方法,其特征在于,具体的步骤如下:/n(1)将两亲性嵌段共聚物模板剂溶解于极性有机溶剂中,室温搅拌均匀得到溶液A;将两种金属氧化物前驱物金属醇盐和金属氯化物按比例溶解于乙醇中,室温搅拌得到溶液B;将溶液A与溶液B混合均匀,室温搅拌2-4h,到均相混合溶液;在均相混合溶液中,模板剂含量为0.5~3wt.%,金属醇盐的含量为1~8 wt.%,金属氯化物与金属醇盐的摩尔比为1:2~1:5,其余为溶剂;/n(2)所得均相混合溶液通过铺膜、旋涂或提拉的方法,使易挥发的极性有机溶剂于室温挥发12~24h,之后置于40~80℃的烘箱中进一步挥发溶剂,最后将样品转移至100~150℃烘箱中烘12~24h,使其固化;/n(3)将固化的样品收集后煅烧,煅烧过程分步进行:首先将样品置于惰性气氛中以1~5℃/min的升温速率升至350~400℃煅烧3~5h,得到双金属氧化物/碳复合材料;然后将得到的复合材料转移至空气气氛中,以5~10℃/min的升温速率升至400~600℃,煅烧30~180min,得到介孔双金属氧化物气敏传感材料。/n
【技术特征摘要】
1.一种大孔径介孔双金属氧化物半导体气敏材料的合成方法,其特征在于,具体的步骤如下:
(1)将两亲性嵌段共聚物模板剂溶解于极性有机溶剂中,室温搅拌均匀得到溶液A;将两种金属氧化物前驱物金属醇盐和金属氯化物按比例溶解于乙醇中,室温搅拌得到溶液B;将溶液A与溶液B混合均匀,室温搅拌2-4h,到均相混合溶液;在均相混合溶液中,模板剂含量为0.5~3wt.%,金属醇盐的含量为1~8wt.%,金属氯化物与金属醇盐的摩尔比为1:2~1:5,其余为溶剂;
(2)所得均相混合溶液通过铺膜、旋涂或提拉的方法,使易挥发的极性有机溶剂于室温挥发12~24h,之后置于40~80℃的烘箱中进一步挥发溶剂,最后将样品转移至100~150℃烘箱中烘12~24h,使其固化;
(3)将固化的样品收集后煅烧,煅烧过程分步进行:首先将样品置于惰性气氛中以1~5℃/min的升温速率升至350~400℃煅烧3~5h,得到双金属氧化物/碳复合材料;然后将得到的复合材料转移至空气气氛中,以5~10℃/min的升温速率升至400~600℃,煅烧30~180min,得到介孔双金...
【专利技术属性】
技术研发人员:邓勇辉,高美琪,马俊豪,
申请(专利权)人:复旦大学,
类型:发明
国别省市:上海;31
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