基于金属有机框架模板的Pt/WO3材料及其制备方法、氢气传感器技术

本发明专利技术提供了一种基于金属有机框架模板的Pt/WO3材料及其制备方法、氢气传感器，上述制备方法包括：首先提供一用于充当结晶模板的金属有机框架材料，之后将金属有机框架材料与三氧化钨前驱体混合以得到第一混合物，之后将第一混合物与含过氧化氢的水溶液进行水热反应，取沉淀并洗涤干燥得到第二混合物，之后对第二混合物进行热处理，得到第一介孔结构，最后，将第一介孔结构与一铂源混合烧结，得到基于金属有机框架模板的Pt/WO3材料；上述制备方法大幅度提高了Pt/WO3材料的孔径和比表面积，避免了上述Pt/WO3材料充当催化剂时易团聚的缺点；另外，本发明专利技术通过上述基于金属有机框架模板的Pt/WO3材料制备的氢气传感器的检测灵敏度较高。敏度较高。敏度较高。

【技术实现步骤摘要】
基于金属有机框架模板的Pt/WO3材料及其制备方法、氢气传感器


[0001]本专利技术涉及氢气敏感材料改性领域，尤其涉及一种基于金属有机框架模板的Pt/WO3材料及其制备方法、氢气传感器。

技术介绍

[0002]WO3作为一种吸氢放热的材料，可以涂敷在对温度敏感的光纤光栅上，通过检测光栅中心波长的变化来监测氢气的浓度，该氢气传感器具有体积小，质量轻，本质安全以及抗电磁干扰等优点。传统水热法制备的WO3呈颗粒状或片状，通过掺杂Pt可以提高WO3对氢气的选择性。然而，现有技术制备的上述Pt/WO3材料在使用过程中会存在寿命短、检测灵敏度较低、催化剂易团聚的缺点，而催化剂颗粒的团聚会导致与氢气的接触位点减少，从而降低氢气分子的分离速率，将极大的降低氢气监测的效果。
[0003]因此，亟需一种基于金属有机框架模板的Pt/WO3材料及其制备方法、氢气传感器以解决上述技术问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于，提供一种基于金属有机框架模板的Pt/WO3材料及其制备方法、氢气传感器，用于改善现有的Pt/WO3材料充当催化剂时易团聚的技术问题。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种基于金属有机框架模板的Pt/WO3材料的制备方法，方法包括：
[0006]提供一金属有机框架材料，金属有机框架材料用于充当结晶模板；
[0007]将金属有机框架材料与三氧化钨前驱体混合，得到第一混合物；
[0008]将第一混合物与含过氧化氢的水溶液进行水热反应，取沉淀并洗涤干燥得到第二混合物；
[0009]对第二混合物进行热处理，得到第一介孔结构；
[0010]将第一介孔结构与一铂源混合烧结，得到基于金属有机框架模板的Pt/WO3材料。
[0011]在本专利技术实施例所提供的基于金属有机框架模板的Pt/WO3材料的制备方法中，金属有机框架材料包括ZIF
‑
8金属有机框架材料以及MIL
‑
100(Fe)金属有机框架材料中的任意一种。
[0012]在本专利技术实施例所提供的基于金属有机框架模板的Pt/WO3材料的制备方法中，将第一混合物与含过氧化氢的水溶液进行水热反应，取沉淀并洗涤干燥得到第二混合物的步骤还包括：
[0013]将第一混合物与含过氧化氢的水溶液的混合溶液的pH调节至7至8之间。
[0014]在本专利技术实施例所提供的基于金属有机框架模板的Pt/WO3材料的制备方法中，对第二混合物进行热处理，得到第一介孔结构的步骤中，热处理的温度范围在300摄氏度至600摄氏度之间。
[0015]在本专利技术实施例所提供的基于金属有机框架模板的Pt/WO3材料的制备方法中，对第二混合物进行热处理，得到第一介孔结构的步骤之后还包括：对经过热处理后的第二混合物进行酸洗或者水洗，以去除金属有机框架材料，得到第一介孔结构。
[0016]在本专利技术实施例所提供的基于金属有机框架模板的Pt/WO3材料的制备方法中，第一介孔结构与一铂源混合烧结的烧结温度范围在300摄氏度至600摄氏度之间，烧结时间范围在2h至6h之间。
[0017]在本专利技术实施例所提供的基于金属有机框架模板的Pt/WO3材料的制备方法中，Pt/WO3材料的孔径范围在2nm至50nm之间，Pt/WO3材料的比表面积范围在20m2/g至40m2/g之间。
[0018]在本专利技术实施例所提供的基于金属有机框架模板的Pt/WO3材料的制备方法中，三氧化钨前驱体为钨粉，铂源为乙酰丙酮铂或氯铂酸。
[0019]相应地，本专利技术还提供一种基于金属有机框架模板的Pt/WO3材料，基于金属有机框架模板的Pt/WO3材料根据如上任一方法制备得到。
[0020]相应地，本专利技术又提供一种氢气传感器，包括光栅以及镀有氢敏材料的光纤传感头，氢敏材料为如上基于金属有机框架模板的Pt/WO3材料。
[0021]本专利技术的有益效果是：区别于现有技术的情况，本专利技术提供了一种基于金属有机框架模板的Pt/WO3材料及其制备方法、氢气传感器，上述制备方法包括：首先提供一金属有机框架材料，金属有机框架材料用于充当结晶模板，之后将金属有机框架材料与三氧化钨前驱体混合以得到第一混合物，之后将第一混合物与含过氧化氢的水溶液进行水热反应，取沉淀并洗涤干燥得到第二混合物，之后对第二混合物进行热处理，得到第一介孔结构，最后，将第一介孔结构与一铂源混合烧结，得到基于金属有机框架模板的Pt/WO3材料；上述制备方法通过以金属有机框架材料充当结晶模板，采用简单的溶剂热法制备了基于金属有机框架模板的Pt/WO3材料，以使上述方法制备的Pt/WO3材料的孔径和比表面积均大幅度提高，避免了上述Pt/WO3材料充当催化剂时易团聚的缺点；另外，本专利技术通过金属有机框架模板制备的Pt/WO3材料的比表面积大，可增大与氢气反应的活性位点，进而提高氢气传感器的检测灵敏度。
附图说明
[0022]图1为本专利技术实施例提供的Pt/WO3材料的制备方法流程图；
[0023]图2为本专利技术实施例1制备的样品扫描电镜图；
[0024]图3为本专利技术实施例1制备的传感器在不同氢气浓度下的响应曲线；
[0025]图4为本专利技术实施例2制备的样品扫描电镜图；
[0026]图5为本专利技术实施例2制备的传感器在不同氢气浓度下的响应曲线；
[0027]图6为本专利技术实施例2制备的传感器与普通材料制备的传感器的响应度对比图。
[0028]图7为本专利技术实施例3制备的样品扫描电镜图；
[0029]图8为本专利技术实施例3制备的传感器在不同氢气浓度下的响应曲线；
[0030]图9为本专利技术实施例4制备的样品扫描电镜图；
[0031]图10为本专利技术实施例4制备的传感器在不同氢气浓度下的响应曲线。
具体实施方式
[0032]下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，均属于本专利技术保护的范围。
[0033]请参阅图1至图10，本专利技术提供了一种基于金属有机框架模板的Pt/WO3材料及其制备方法、氢气传感器，上述制备方法包括：首先提供一金属有机框架材料，金属有机框架材料用于充当结晶模板，之后将金属有机框架材料与三氧化钨前驱体混合以得到第一混合物，之后将第一混合物与含过氧化氢的水溶液进行水热反应，取沉淀并洗涤干燥得到第二混合物，之后对第二混合物进行热处理，得到第一介孔结构，最后，将第一介孔结构与一铂源混合烧结，得到基于金属有机框架模板的Pt/WO3材料；
[0034]上述制备方法通过以金属有机框架材料充当结晶模板，采用简单的溶剂热法制备了基于金属有机框架模板的Pt/WO3材料，以使上述方法制备的Pt/WO3材料的孔径和比表面积均大幅度提高，避免了上述Pt/WO3材料充当催化剂时易团聚的缺点；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于金属有机框架模板的Pt/WO3材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括：提供一金属有机框架材料，所述金属有机框架材料用于充当结晶模板；将所述金属有机框架材料与三氧化钨前驱体混合，得到第一混合物；将所述第一混合物与含过氧化氢的水溶液进行水热反应，取沉淀并洗涤干燥得到第二混合物；对所述第二混合物进行热处理，得到第一介孔结构；将所述第一介孔结构与一铂源混合烧结，得到基于金属有机框架模板的Pt/WO3材料。2.根据权利要求1所述的基于金属有机框架模板的Pt/WO3材料的制备方法，其特征在于，所述金属有机框架材料包括ZIF
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8金属有机框架材料以及MIL
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100(Fe)金属有机框架材料中的任意一种。3.根据权利要求1所述的基于金属有机框架模板的Pt/WO3材料的制备方法，其特征在于，所述将所述第一混合物与含过氧化氢的水溶液进行水热反应，取沉淀并洗涤干燥得到第二混合物的步骤还包括：将所述第一混合物与含过氧化氢的水溶液的混合溶液的pH调节至7至8之间。4.根据权利要求1所述的基于金属有机框架模板的Pt/WO3材料的制备方法，其特征在于，所述对所述第二混合物进行热处理，得到第一介孔结构的步骤中，所述热处理的温度范围在300摄氏度至600摄氏度...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡文彬，王晶晶，杨明红，代吉祥，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：