一种PtSn制造技术

本发明专利技术涉及一种PtSn

【技术实现步骤摘要】
一种PtSn
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SnO2纳米复合材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及一种PtSn
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SnO2纳米复合材料及其制备方法和应用，属于气体传感器领域。

技术介绍

[0002]增强SnO2气敏性能的途径包括贵金属掺杂、构建异质结构、增加比表面积等。在现有技术中，已提出通过负载贵金属增强SnO2的H2传感性能的技术(例如，参见非专利文献1：X.T.Yin,X.M.Guo,Sensitivity and selectivity of(Au,Pt,Pd)
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loaded and(In,Fe)
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doped SnO
2 sensors for H
2 and CO detection,Journal of Materials Science
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Materials in Electronics 25(11)(2014)4960
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4966.)。非专利文献1公开了通过Pt掺杂SnO2来增强SnO2的H2传感性能的技术。
[0003]但目前半导体式H2传感器仍存在工作温度高、稳定性差、响应/恢复时间较长等缺点，因此开发高性能半导体式H2传感器已成为气体传感器研究的重点之一。如非专利文献1中介绍的Pt掺杂SnO2最佳工作温度高达400℃，且在此工作温度下对5000ppm H2的灵敏度仅为～50，响应/恢复时间为5/140s。如果这种复合材料用于气体传感器产品中，那么传感器将会有能耗大、安全性差、成本高等缺陷。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供了一种PtSn
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SnO2纳米复合材料的制备方法，本专利技术的另一目的是提供一种用于H2传感的气敏材料。本专利技术采用简单的回流法制备出比表面积大、形貌均一、分散性良好的PtSn
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SnO2纳米复合材料，以具备优秀的H2传感性能。
[0005]一种PtSn
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SnO2纳米复合材料的制备方法，向氧化石墨烯(GO)分散液中加入十二烷基硫酸钠，搅拌均匀后加入SnCl2·
2H2O和HPtCl6·
6H2O，得混合溶液；将所得混合溶液在90～130℃条件下回流反应1～3h，然后降温至室温后加入H2O2并搅拌0.5～2h，得中间产物；将中间产物离心后去上清液，洗涤、干燥，于Ar气氛围下以10℃/min升温至500℃，热处理1～3h后降至室温，获得PtSn
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SnO2纳米复合材料。
[0006]优选地，所述GO与十二烷基硫酸钠的质量比为100:1～150:1。
[0007]优选地，所述GO与SnCl2·
2H2O的质量比为1:100～1:200。
[0008]优选地，所述GO与HPtCl6·
6H2O的质量比为1:1～1:2。
[0009]优选地，所述GO分散液的浓度为0.15～0.2μg/mL。
[0010]优选地，所述洗涤、干燥为将分离后固体产物分别用乙醇和去离子水离心洗涤2～3次，离心转速为5000～7000r/min，然后放置在温度为60～80℃的烘箱中干燥8～16h。
[0011]本专利技术的另一目的是提供利用上述方法制得的PtSn
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SnO2纳米复合材料。
[0012]本专利技术所得PtSn
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SnO2纳米复合材料为厚度为20～50nm的二维材料，rGO两侧表面均匀包覆生长PtSn
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和SnO2纳米颗粒；所述SnO2纳米颗粒为四方锡石相结构，直径为5～15nm；所述PtSn
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纳米颗粒直径为10～20nm，物相随HPtCl6·
6H2O用量而变化，包括立方
PtSn2和六方PtSn。
[0013]上述PtSn
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SnO2纳米复合材料，PtSn
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和SnO2纳米颗粒在二维rGO两侧表面均匀生长，PtSn
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和SnO2纳米颗粒无规则排布，混合生长于rGO表面。
[0014]进一步地，所述PtSn
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SnO2纳米复合材料具有良好的分散性。
[0015]本专利技术的又一目的是提供利用上述PtSn
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SnO2纳米复合材料制备H2气敏元件的方法。
[0016]一种基于PtSn
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SnO2纳米复合材料的H2气敏元件的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
[0017]①
将PtSn2‑
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SnO2纳米复合材料置于无水乙醇中形成均匀浆体，所述PtSn2‑
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SnO2纳米复合材料与无水乙醇的比例为5～10mg：50～60μL；
[0018]②
将步骤
①
所得PtSn
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SnO2纳米复合材料浆体滴涂在气敏元件上，使气敏元件的平面电极表面完全被PtSn
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SnO2纳米复合材料覆盖；
[0019]③
将步骤
②
中涂覆PtSn
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SnO2纳米复合材料的气敏元件于180～250℃下老化10～14h，获得基于PtSn
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SnO2纳米复合材料的H2气敏元件。
[0020]利用上述方法制得的PtSn
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SnO2纳米复合材料的H2气敏元件，所述气敏元件对H2气体的检测范围为1～1000ppm，工作温度为150～250℃。
[0021]优选地，所述工作温度为170～180℃。
[0022]本专利技术的有益效果为：本专利技术通过简单的回流法制备出形貌均一、分散性良好的PtSn
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SnO2纳米复合材料，将PtSn
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SnO2纳米复合材料作为气敏涂层制备出H2气敏元件。该气敏元件在工作温度为170～180℃时对500ppm H2气体的灵敏度为19～23，响应和恢复时间分别为0.5～2s和15～18s，H2检测下本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种PtSn
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SnO2纳米复合材料的制备方法，其特征在于：向GO分散液中加入十二烷基硫酸钠，搅拌均匀后加入SnCl2·
2H2O和HPtCl6·
6H2O，得混合溶液；将所得混合溶液在90～130℃条件下回流反应1～3h，然后降温至室温后加入H2O2并搅拌0.5～2h，得中间产物；将中间产物离心后去上清液，洗涤、干燥，于Ar气氛围下以10℃/min升温至500℃，热处理1～3h后降至室温，获得PtSn
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SnO2纳米复合材料。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述GO与十二烷基硫酸钠的质量比为100:1～150:1；所述GO与SnCl2·
2H2O的质量比为1:100～1:200；所述GO与HPtCl6·
6H2O的质量比为1:1～1～2；所述GO分散液的浓度为0.15～0.2μg/mL。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述洗涤、干燥为将分离后固体产物分别用乙醇和去离子水离心洗涤2～3次，离心转速为5000～7000r/min，然后放置在温度为60～80℃的烘箱中干燥8～16h。4.权利要求1～3任一项所述方法制得的PtSn
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SnO2纳米复合材料。5.跟权利要求4所述的PtSn
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SnO2纳米复合材料，其特征在于：所述PtSn
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SnO2纳米复合材料为厚度为20～50nm的二维材料，rGO两侧表面均匀包覆生长PtSn
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和SnO2纳米颗粒；所述SnO2纳米颗粒为四方锡石相结构，直径为5...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈岩柏，李国栋，赵思凯，赵婷婷，徐翔宇，崔宝玉，刘文宝，魏德洲，朱万成，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：