【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于纳米材料，具体涉及一种wo3/tio2复合材料及其制备方法和应用。
技术介绍
1、氨气是一种无色、水溶性的、带有强烈刺激性气味的有毒气体，是工业、农业、汽车排放的主要空气污染物之一。氨气作为大气和室内污染物之一，会对长时间暴露于其中的人类健康构成严重威胁。
2、氨气也可用于肉类新鲜度评估，在鱼肉、家禽肉等腐败过程中，微生物和内源性酶分解含巯基的氨基酸和蛋白质释放出氨气。同时，氨气也存在于人的呼出气中，可以作为特定疾病的典型生物标记物，用于终末期肾病(esrd)的快速无创临床诊断。健康人呼出气中的氨气含量约为0.4～1.8ppm，而esrd患者通常能达到14.7ppm以上。
3、氧化钨是一种具有较窄禁带的重要n型半导体功能材料，因其优异的晶相结构和良好的化学稳定性而被广泛用于气体监测、光致变色、光催化等领域。氧化钨作为被研究较多的金属氧化物半导体，在探测氨气、丙酮、h2s等气体时均有很高的应用前景，已经被证明是一种很有前途的气敏传感材料。然而，单一的氧化钨基气体传感器仍面临着诸多挑战，例如工作温度高，选择性差，响应结果低等缺点。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种wo3/tio2复合材料及其制备方法和应用。本专利技术制得的wo3/tio2复合材料在室温下对氨气有较高的选择性、响应结果高。
2、为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
3、本专利技术提供了一种wo3/tio2复合材料的制备
4、将钨前驱体、水和硫酸溶液混合进行第一水热反应，得到第一产物；
5、将所述第一产物、钛前驱体和水混合进行第二水热反应，得到第二产物；
6、将所述第二产物在含氢气氛中进行热处理，得到所述wo3/tio2复合材料。
7、优选的，所述钨前驱体包括钨酸盐和/或wcl6，所述钨酸盐包括na2wo4或na2wo4水合物。
8、优选的，所述第一水热反应的温度为150～180℃，时间为15～18h。
9、优选的，所述钛前驱体包括钛酸四丁酯、异丙醇钛和ticl4中的一种或多种。
10、优选的，所述第一产物和钛前驱体的物质的量比为2～10:1。
11、优选的，所述第二水热反应的温度为120～150℃，时间为10～15h。
12、优选的，所述热处理的温度为90～110℃，时间为3～5h。
13、优选的，所述含氢气氛的气体为氢氩混合气，所述氢氩混合气中氢气的体积浓度为3～5％。
14、本专利技术还提供了上述技术方案所述的制备方法得到的wo3/tio2复合材料，包括wo3纳米块以及负载在wo3纳米块表面的tio2纳米颗粒。
15、本专利技术还提供了上述技术方案所述的wo3/tio2复合材料在氨气检测中的应用。
16、与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
17、本专利技术提供了一种wo3/tio2复合材料的制备方法，包括以下步骤：将钨前驱体、水和硫酸溶液混合进行第一水热反应，得到第一产物；将所述第一产物、钛前驱体和水混合进行第二水热反应，得到第二产物；将所述第二产物在含氢气氛中进行热处理，得到所述wo3/tio2复合材料。本专利技术先采用水热法制备wo3材料，然后在该材料上负载tio2纳米颗粒，再进行热处理，得到wo3/tio2复合材料。相比纯wo3而言，wo3/tio2复合材料由于不同材料之间费米能级的差异，使该复合材料中更容易产生电子-空穴交换，同时复合材料提升了比表面积，通过构建异质结升高了材料的基线电阻，增大材料接触气体后电阻的变化量，从而提升响应水平；通过热处理增加了表面的缺陷和活性点位以及与目标气体的接触面积，有效提升了氧化钨基材料的气敏性能。相比于纯wo3，本专利技术制得的wo3/tio2复合材料的平均孔隙率降低，氨气分子的动力学直径较低，约为0.36～0.38nm，更小的材料孔隙有利于氨气分子的吸附，对氨气的灵敏度大幅提高，且表现出更低检测下限和更好的选择性，同时还可以在室温下进行检测，具有良好的应用前景。
18、本专利技术采用二次水热法制备wo3/tio2复合材料，方法简单，成本低廉，有望实现批量生产。
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1.一种WO3/TiO2复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述钨前驱体包括钨酸盐和/或WCl6，所述钨酸盐包括Na2WO4或Na2WO4水合物。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一水热反应的温度为150～180℃，时间为15～18h。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述钛前驱体包括钛酸四丁酯、异丙醇钛和TiCl4中的一种或多种。
5.根据权利要求1或4所述的制备方法，其特征在于，所述第一产物和钛前驱体的物质的量比为2～10:1。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第二水热反应的温度为120～150℃，时间为10～15h。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述热处理的温度为90～110℃，时间为3～5h。
8.根据权利要求1或7所述的制备方法，其特征在于，所述含氢气氛的气体为氢氩混合气，所述氢氩混合气中氢气的体积浓度为3～5％。
9.权利要求1～9任一项所述的制备
10.权利要求9所述的WO3/TiO2复合材料在氨气检测中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种wo3/tio2复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述钨前驱体包括钨酸盐和/或wcl6，所述钨酸盐包括na2wo4或na2wo4水合物。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一水热反应的温度为150～180℃，时间为15～18h。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述钛前驱体包括钛酸四丁酯、异丙醇钛和ticl4中的一种或多种。
5.根据权利要求1或4所述的制备方法，其特征在于，所述第一产物和钛前驱体的物质的量比为2～10:1。
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【专利技术属性】
技术研发人员：孙艳，吴郅轩，戴宁，邓志祥，陈振概，
申请(专利权)人：中国科学院上海技术物理研究所，
类型：发明
国别省市：
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