一种基于氧化钨/氧化锡核壳纳米片结构的气敏纳米材料、制备工艺及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一种基于氧化钨/氧化锡核壳纳米片结构的气敏纳米材料、制备工艺及其应用。本发明专利技术采用一种较为简便的、可大批量合成的溶剂热法制备氧化钨核层纳米片，结合原子层沉积技术合成氧化锡层，得到了氧化钨/氧化锡核壳结构纳米片。与现有制备工艺相比，本发明专利技术具有可重复性强，成品率高，制备效率高，可大规模化生产等优点。本发明专利技术构建的基于n‑n异质结的核壳结构材料结合微机电系统，作为气体传感器时灵敏度大幅提升，响应时间和恢复时间大幅缩减，并且可在复杂环境中对氨气（NH3）气体具有优异的选择性，可为气体监测领域开发高灵敏度、高稳定性的气体传感器提供坚实的技术支持。

A Gas Sensitive Nanomaterial Based on Tungsten Oxide/Tin Oxide Core-Shell Nanosheet Structure, Its Preparation Process and Application

The invention discloses a gas sensitive nanomaterial based on tungsten oxide/tin oxide core-shell nanosheet structure, a preparation process and its application. The invention adopts a relatively simple solvothermal method to prepare tungsten oxide core-shell nanosheets, which can be synthesized in large quantities, and synthesizes tin oxide core-shell structure nanosheets by combining atomic layer deposition technology. Compared with the existing preparation process, the invention has the advantages of strong repeatability, high yield, high preparation efficiency and large-scale production. The core-shell structure material based on n_n heterojunction and the micro-electromechanical system constructed by the invention can greatly improve the sensitivity of gas sensor, greatly reduce the response time and recovery time, and have excellent selectivity for ammonia (NH3) gas in complex environment. It can provide a solid technology for the development of gas sensors with high sensitivity and stability in the field of gas monitoring. Support.

【技术实现步骤摘要】
一种基于氧化钨/氧化锡核壳纳米片结构的气敏纳米材料、制备工艺及其应用
本专利技术涉及半导体纳片材料制备
，具体的说，涉及一种基于氧化钨/氧化锡核壳纳米片结构的气敏纳米材料、制备工艺及其应用。
技术介绍
为了满足互联网自动化和智能物联网（IoT）器件日益发展的需求，制造高效、稳定、低成本、低功耗的气体传感器是一个重要且值得研究的方向。基于微机电系统（MEMS）技术的化学电阻式气体传感器在监测气体泄漏、空气质量、食品安全和医学诊断等各个方面具有低功耗、微型化和集成化等诸多优点，引起了人们极大的研究兴趣。一般而言，MEMS式气体传感器的敏感材料多为金属氧化物半导体，如氧化锌（ZnO）、氧化钨（WO3）、氧化铁（Fe2O3）和氧化锡（SnO2）等。其中，不同结构的WO3纳米材料，包括纳米棒、介孔和纳米片等，由于其具有化学稳定性好、响应度高、成本低廉、对环境友好等优势，已经被广泛应用于气体传感器中。尤其是WO3纳米片和纳米线由于合成工艺简单且比表面积大，在硫化氢（H2S）、氨气（NH3）和二氧化氮（NO2）的气体传感中表现出了优良的性能。除了对WO3纳米材料进行形貌调控外，还有大量研究立本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于氧化钨/氧化锡核壳纳米片结构的气敏纳米材料的制备工艺，其特征在于，具体步骤如下：(1) 将1.0‑3.0 g H2WO4和1.0‑3.0 g 聚乙烯醇PVA溶解在24‑60毫升双氧水中，得到WO3籽晶层旋涂溶液；(2) 将WO3籽晶层旋涂溶液通过旋涂的方式在1000‑2500转/分的速度下均匀的旋涂在洗净的石英玻璃基底上；(3) 空气条件下，将旋涂后的石英玻璃片在马弗炉中， 400‑500℃的温度下煅烧1‑3小时；(4) 将3‑6 ml 0.02~0.08 mol/L H2WO4溶液、0.02‑0.05 g草酸、0.02‑0.04 g尿素、12.5‑35 g乙腈溶液和0.5‑1.0...

【技术特征摘要】
1.一种基于氧化钨/氧化锡核壳纳米片结构的气敏纳米材料的制备工艺，其特征在于，具体步骤如下：(1)将1.0-3.0gH2WO4和1.0-3.0g聚乙烯醇PVA溶解在24-60毫升双氧水中，得到WO3籽晶层旋涂溶液；(2)将WO3籽晶层旋涂溶液通过旋涂的方式在1000-2500转/分的速度下均匀的旋涂在洗净的石英玻璃基底上；(3)空气条件下，将旋涂后的石英玻璃片在马弗炉中，400-500℃的温度下煅烧1-3小时；(4)将3-6ml0.02~0.08mol/LH2WO4溶液、0.02-0.05g草酸、0.02-0.04g尿素、12.5-35g乙腈溶液和0.5-1.0ml6.0mol/LHCl充分分散均匀混合，得到溶剂热生长混合液，然后转移至聚四氟乙烯内衬中；(5)将步骤(3)得到的石英玻璃片倒扣在溶剂热生长混合液中，然后将不锈钢套拧紧转移至150-180℃的烘箱内反应1-6小时；(6)溶剂热反应结束后，将得到的样品用去离子水清洗并干燥，再在490~510℃的温度下煅烧1-3小时，制备得到生长有WO3纳米片的石英片；(7)将生长有WO3纳米片的石英片放入原子层沉积薄膜系统的反应腔中，采用原子层沉积技术制备SnO2壳层薄膜，其中设定反应温度为180~220℃，选择四（二甲氨基）锡TDMASn作为锡源，去离子水作为氧源，设定固态锡源TDMASn的加热温度为...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢红亮，袁凯平，朱立远，张卫，
申请(专利权)人：复旦大学，
类型：发明
国别省市：上海,31