【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于半导体氧化物气体传感器，具体涉及一种基于有机框架(mof)衍生的ru掺杂sno2敏感材料的高选择性三乙胺气体传感器及其制备方法。
技术介绍
1、三乙胺是一种无色透明的具有刺激性气味的挥发性有机化合物，广泛应用于化工和水产、航空食品工业。然而，三乙胺毒性极强，长时间接触会对人体健康造成很大损伤，如头痛、恶心等，高浓度甚至可能导致死亡。三乙胺的检测方法有比色法、凝胶色谱法、光谱法等，但过高的成本和繁琐的测试程序阻碍了测量三乙胺的进一步实际应用。鉴于此，探索研发更具成本效益和符合检测速度快、选择性好、响应快、简单便携等要求的简化的三乙胺传感器是必不可少的。
2、金属氧化物半导体气体传感器因其检测气体范围广、价格低、体积小等优点而得到了广泛的应用。然而，用于检测三乙胺的气体传感器仍存在一些问题，如工作温度高、响应恢复时间长、灵敏度低、选择性差。在众多金属氧化物半导体中，sno2稳定性好、耐腐蚀、制备方法简单。作为一种典型的酸性氧化物，sno2很容易检测到碱性气体。到目前为止，研究人员已经利用sno2实现了三乙胺的检测。金属有机骨架(mof)因其高比表面积、高孔隙率、优良的结构特征，有利于目标气体分子的扩散和吸附而被认为是合成金属氧化物半导体的优秀自牺牲模板，将二者的优势进行结合，有望开发出具有高灵敏度和高选择性的三乙胺传感器。然而，纯sno2仍然存在灵敏度低的缺陷，不能满足实际情况。因此，对sno2进行表面修饰是必要的。
3、贵金属的加载或掺杂(如pt,pd,au,ru)已被证明可以提高气体传感器的
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种基于有机框架(mof)衍生的ru掺杂sno2敏感材料的三乙胺气体氧化物半导体传感器及其制备方法。
2、本专利技术在使用mof结构为自牺牲模板，贵金属离子交换对传统的气体传感金属半导体氧化物完成了改性，实现了对三乙胺气体的快速检测，并且具有较好的选择性。
3、本专利技术所述的一种基于有机框架(mof)衍生的ru掺杂sno2敏感材料的三乙胺气体氧化物半导体传感器，由外表面带有2条环状金电极的氧化铝陶瓷管衬底、涂覆在金电极和氧化铝陶瓷管外表面上的敏感材料以及位于氧化铝陶瓷管衬底内部的镍铬加热丝组成，其特征在于：敏感材料为有机框架(mof)衍生的ru掺杂sno2纳米颗粒，且其由如下方法制备得到，
4、将0.6～0.8g五水氯化锡(sncl4·5h2o)和0.2～0.4g均苯三甲酸(h3btc)溶于30～60ml无水乙醇与n,n二甲基甲酰胺体积比例1：1的混合溶液中并搅拌20～40分钟，搅拌过程中加入10～35μl、0.1g/ml的rucl3·xh2o溶液，再搅拌20～40分钟；将得到的混合物溶液转移到高压釜中，在170～190℃下加热10～20小时；自然冷却至室温后将所得沉淀用去离子水和乙醇依次离心洗涤并进行收集，所得产物在60～90℃下干燥过夜，得到ru-snmof，将其以1～3℃/分钟的升温速度在450～550°下煅烧0.5～2.0小时，得到有机框架(mof)衍生的ru掺杂sno2纳米颗粒，记为ru-snmof@sno2(在未煅烧之前ru通过离子交换，与snmof框架结构中的一部分sn发生了替位，形成了ru-snmof金属骨架结构；将ru-snmof作为自牺牲模板进行煅烧形成ru掺杂sno2，并形成了mof衍生的金属氧化物，由于还保留部分mof的结构与优点，便将复合材料标记为ru-snmof@sno2)，ru为sno2摩尔量的0.2～0.6mol％。
5、这种基于ru-snmof@sno2复合材料的三乙胺传感器，由于ru与sno2的功函数不同，二者间发生电子转移，形成肖特基势垒，增加了耗尽层的厚度和基线电阻，促进了电子转移，增加了材料中的活性位点数量。
6、本专利技术所述的一种基于有机框架(mof)衍生的ru掺杂sno2敏感材料的三乙胺气体氧化物半导体传感器的制备方法，其步骤如下：
7、①将10～20mg有机框架(mof)衍生的ru掺杂sno2纳米颗粒与1～3ml乙醇在研钵中混合均匀，然后将得到的混合物均匀涂在长3.5～4.5mm、外径为1.1～1.3mm、内径为0.7～0.9mm的氧化铝陶瓷管外表面并覆盖环状金电极，形成12～16μm厚的敏感材料薄膜；在红外灯下烘烤8～15分钟，待乙醇挥发后将氧化铝陶瓷管在250～350℃下烧结1.5～3.0h，以提高其机械强度；
8、②将氧化铝陶瓷管焊接在六角底座上，并在氧化铝陶瓷管内部插入阻值范围为30～35ω的镍铬加热丝，作为加热器以控制传感器的工作温度，在220～280℃下老化2～4天，从而得到本专利技术所述的基于有机框架(mof)衍生的ru掺杂sno2敏感材料的三乙胺气体氧化物半导体传感器。
9、本专利技术制备的基于有机框架(mof)衍生的ru掺杂sno2敏感材料的三乙胺气体氧化物半导体传感器具有以下优点：
10、1.利用简单的水浴法和离子交换法就可以制得ru-snmof@sno2复合材料，这种合成方法简单，成本低廉；
11、2.由于mof衍生复合材料具有优异的多孔结构、比表面积和孔径，sn-mof作为前驱体提供的多孔结构可以显著增加活性位点，促进三乙醇胺分子的吸附/解吸和表面反应；
12、3.由于贵金属的敏化作用，ru掺杂量较小即可获得有较好气敏响应，有利于提高催化剂的利用率，并且降低成本。
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1.一种基于有机框架衍生的Ru掺杂SnO2的高选择性三乙胺气体传感器，由外表面带有2条环状金电极的氧化铝陶瓷管衬底、涂覆在金电极和氧化铝陶瓷管外表面上的敏感材料以及位于氧化铝陶瓷管衬底内部的镍铬加热丝组成，其特征在于：敏感材料为有机框架衍生的Ru掺杂SnO2纳米颗粒，且其由如下方法制备得到，
2.如权利要求1所述的一种基于有机框架衍生的Ru掺杂SnO2的高选择性三乙胺气体传感器，其特征在于：是以1～3℃/分钟的升温速度在450～550°下煅烧0.5～2.0小时。
3.如权利要求1所述的一种基于有机框架衍生的Ru掺杂SnO2的高选择性三乙胺气体传感器，其特征在于：Ru为SnO2摩尔量的0.2～0.6mol％。
4.权利要求1、2或3所述的一种基于有机框架衍生的Ru掺杂SnO2的高选择性三乙胺气体传感器的制备方法，其步骤如下：
【技术特征摘要】
1.一种基于有机框架衍生的ru掺杂sno2的高选择性三乙胺气体传感器，由外表面带有2条环状金电极的氧化铝陶瓷管衬底、涂覆在金电极和氧化铝陶瓷管外表面上的敏感材料以及位于氧化铝陶瓷管衬底内部的镍铬加热丝组成，其特征在于：敏感材料为有机框架衍生的ru掺杂sno2纳米颗粒，且其由如下方法制备得到，
2.如权利要求1所述的一种基于有机框架衍生的ru掺杂sno2的高选择性三乙胺气...
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