p型半导体金属氧化物掺杂有序介孔氧化钨气敏材料及其制备方法技术

本发明专利技术属于先进纳米材料技术领域，具体为p型半导体金属氧化物掺杂有序介孔氧化钨气敏材料及其制备方法。本发明专利技术是通过溶胶‑凝胶化学合成法，以两亲性嵌段共聚物作为结构导向剂，亲水嵌段通过氢键以及配位作用与p型半导体过渡金属氧化物及氧化钨前驱物种在溶液中进行组装，经过溶剂挥发诱导共组装以及高温热处理，得到p型半导体金属氧化物掺杂的有序介孔氧化钨材料。该材料具有高度有序的介孔结构，高的比表面积和较大的孔径，其独特的介孔结构以及p‑n半导体异质结的作用，可用于制备的气体传感器，对硫化氢气体具有极好的灵敏度和选择性，超快的响应和恢复时间。本发明专利技术方法简单可控，适于放大生产，在气体传感领域具有广阔应用前景。

P-type semiconductor metal oxide doped Ordered Mesoporous Tungsten oxide gas sensing material and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
p型半导体金属氧化物掺杂有序介孔氧化钨气敏材料及其制备方法
本专利技术属于先进纳米材料
，具体涉及一种p型半导体金属氧化物掺杂有序介孔氧化钨气敏材料及其制备方法。
技术介绍
随着物联网技术的快速发展，各种传感器技术被广泛应用于生活实际中，为工业生产、环境监测和生活质量的提高做出了重要的贡献。在诸多类型的传感器中，基于半导体金属氧化物材料（氧化钨、氧化锡、氧化锌和氧化铟等）制备的气体传感器具有极为优越的性能，包括较好的长期稳定性，较低的生产成本，以及易于实现实时控制等。这些优点使其能够广泛应用于食品安全，空气质量检测和医疗诊断等各种方面。由于气体传感过程涉及固-气界面反应，人们普遍认为，具备高比表面积和丰富活性界面的金属氧化物材料非常有利于提高气体传感器的传感性能。基于以上考虑，具有有序排列均一孔径（2.0-50nm）的介孔结构、晶化孔壁和高比表面积的介孔半导体金属氧化物的合成引起了很多研究者的兴趣。对于气固界面反应而言，大量的活性位点和多孔连通的介观结构更加有利于气体的传输。同时，将p型和n型半导体组合会形成异质结构复合物，有效降低表面反应的活化能，增加金属氧化物载体的缺陷，增本文档来自技高网...

【技术保护点】
1. 一种 p型半导体金属氧化物掺杂有序介孔氧化钨气敏材料的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：（1）将两亲性两嵌段共聚物作为模板剂溶解于易挥发的溶剂中，得到溶液A；在乙醇中加入无水六氯化钨和乙酰丙酮，搅拌均匀得到溶液B；将溶液A与溶液B混合搅拌均匀后加入p型半导体金属氧化物前驱体，得到混合溶液；混合溶液中，模板剂含量为0.5‑2wt%，钨前驱体含量为2‑10 wt%，乙酰丙酮含量为5‑10 wt%，p型半导体金属氧化物前驱体含量为0.5‑2.0wt %，其余为溶剂；（2）将上述混合溶液通过提拉、旋涂或者铺膜方法，使易挥发性溶剂挥发完全；待溶剂在20 ℃‑25 ℃挥发1‑2 h后再置于40‑7...

【技术特征摘要】
1.一种p型半导体金属氧化物掺杂有序介孔氧化钨气敏材料的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：（1）将两亲性两嵌段共聚物作为模板剂溶解于易挥发的溶剂中，得到溶液A；在乙醇中加入无水六氯化钨和乙酰丙酮，搅拌均匀得到溶液B；将溶液A与溶液B混合搅拌均匀后加入p型半导体金属氧化物前驱体，得到混合溶液；混合溶液中，模板剂含量为0.5-2wt%，钨前驱体含量为2-10wt%，乙酰丙酮含量为5-10wt%，p型半导体金属氧化物前驱体含量为0.5-2.0wt%，其余为溶剂；（2）将上述混合溶液通过提拉、旋涂或者铺膜方法，使易挥发性溶剂挥发完全；待溶剂在20℃-25℃挥发1-2h后再置于40-70℃中24-48h进一步完全挥发溶剂，将样品至于40-150℃下烘烤6-24h，使之固化；（3）将固化后样品置于管式炉内，于氮气氛围中以1-5℃/min升温至300℃-400℃煅烧2-4h，再以1-5℃/min继续升温至500℃-700℃煅烧1-3h，得到p型半导体金属氧化物掺杂介孔氧化钨/碳复合材料；将得到的p型半导体金属氧化物掺杂介孔氧化钨/碳复合材料置于马弗炉中，于空气氛围中以5-10℃/min升温至400℃-600℃煅烧30-120min，得到p型半导体金属氧化物掺杂介孔氧...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓勇辉，肖杏宇，周欣然，马俊豪，
申请(专利权)人：复旦大学，
类型：发明
国别省市：上海,31