【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及于气体传感器，更具体地，涉及一种pbs量子点-sns2异质结构敏感材料及其制备方法与应用。
技术介绍
1、在经济社会快速发展中，环境监测、工业生产、医疗保健和安全防护等不同领域都需要高质量的便携式气体传感器。气体传感器作为一种智能传感设备，可以采集、检测气体的数据，并将信息传输到远程服务器进行分析和决策。然而，气体传感器在物联网中的大规模应用通常受到高功耗的限制。因此，在室温下工作，无需额外加热装置的传感器更容易集成到电子系统中以实现智能化应用。
2、在众多的有毒有害气体中，氨气(nh3)主要由化肥、塑料、畜牧业和工业废气产生。同时，nh3在低浓度时会对呼吸系统产生刺激，在高浓度时会对神经系统和内脏器官造成损害。迄今为止，已开发出多种用于nh3检测的敏感材料，包括金属氧化物、碳质材料、导电聚合物等。然而，传统传感器材料仍然受到高工作温度的限制。mos2、ws2和sns2等过渡金属硫化物(tmds)由于其独特的电子特性、可调节的禁带宽度和优异的化学稳定性，在低功耗nh3传感器中显示出巨大的潜力。尤其是sns2在室温nh3传感器的构建中受到了极大的关注。然而，基于sns2的nh3传感器在室温工作时仍然存在灵敏度低、选择性差以及响应/恢复动力缓慢的问题。
技术实现思路
1、为了在室温下对nh3进行更加快速、精确的检测，本专利技术的目的在于克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种pbs量子点-sns2异质结构敏感材料及其制备方法与应用，本专利技术首次将pbs量子点与s
2、为实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：
3、一种pbs量子点-sns2异质结构敏感材料，所述敏感材料由花状sns2和pbs量子点组成；其中，所述花状sns2为sns2纳米片自组装形成的多孔微米花状结构，所述pbs量子点负载于所述sns2纳米片表面；所述pbs量子点在所述敏感材料中的摩尔百分含量为5％～30％。
4、本专利技术还公开了一种如上述的pbs量子点-sns2异质结构敏感材料的制备方法，包括以下步骤：
5、(1)将锡盐和硫源溶解于溶剂中后，经水热反应，得到花状sns2；
6、(2)将所述花状sns2溶解于溶剂中，得到sns2分散液；
7、(3)取pbno3置于溶剂中，与所述sns2分散液混合，得到混合溶液；
8、(4)取na2s置于溶剂中，与所述混合分散液按所述na2s、pbno3与花状sns2的摩尔比为0.05～0.3：0.05～0.3：1混合，将生成的产物经洗涤、干燥，得到所述pbs量子点-sns2异质结构敏感材料。
9、本专利技术还公开了一种基于pbs量子点-sns2异质结构敏感材料的室温nh3气体传感器，所述气体传感器由al2o3衬底、au叉指电极、在所述au叉指电极表面涂覆的pbs量子点-sns2异质结构敏感材料组成；所述pbs量子点-sns2异质结构敏感材料为如上述的pbs量子点-sns2异质结构敏感材料，或如上述的制备方法制备得到的pbs量子点-sns2异质结构敏感材料。
10、本专利技术还公开了一种如上述的室温nh3气体传感器的制备方法，包括以下步骤：
11、将所述pbs量子点-sns2异质结构敏感材料与无水乙醇混合后进行研磨，得到浆料；
12、将所述浆料涂覆于所述au叉指电极表面后，在25℃～100℃的条件下进行热处理6h～12h，得到所述室温nh3气体传感器。
13、实施本专利技术实施例，将具有如下有益效果：
14、(1)本专利技术首次将pbs量子点与sns2纳米片复合，利用具有大量悬挂键的超小尺寸pbs量子点复合在具有极大比表面积、高载流子迁移速率的sns2纳米片表面形成异质结，在二者界面处形成大量的零维(0d)-二维(2d)的异质结，pbs量子点作为气体分子的吸附探针，sns2纳米片作为载流子的导电路径，强化了敏感材料的气敏性能。
15、(2)本专利技术通过水热法和化学沉积法制备出pbs量子点-sns2异质结构敏感材料，可以实现pbs量子点高度分散，减少pbs量子点团聚，增加了活性反应位点和比表面积，因此通过构建pbs量子点-sns2异质结进一步提高响应，通过增加最大化活性位点，增强室温下nh3捕获能力，使传感器灵敏度有所提高。同时，制备方法简单，原料成本低，条件温和，有利于大规模生产。
16、(3)基于pbs量子点-sns2异质结构敏感材料的传感器在室温25℃时对100ppm的nh3表现出8.6的高灵敏度，是单一sns2传感器响应的4倍左右。此外，该传感器还表现出良好的选择性、快速的响应时间、出色的重复性和长期稳定性。因此，pbs量子点-sns2异质结构敏感材料，在室温高性能nh3敏感材料领域具有广阔的前景。
17、(4)本专利技术解决了传感器高工作温度条件下易老化损坏、隐患大等缺点，实现了室温条件下对于nh3的高灵敏度、迅速准确检测，并且本专利技术中的传感器具有良好的响应重现性和长期稳定性，为后续新型便携式传感器的设计开发提供借鉴。
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1.一种PbS量子点-SnS2异质结构敏感材料，其特征在于，所述敏感材料由花状SnS2和PbS量子点组成；
2.根据权利要求1所述的PbS量子点-SnS2异质结构敏感材料，其特征在于，所述PbS量子点的粒径为10nm～15nm；
3.根据权利要求1所述的PbS量子点-SnS2异质结构敏感材料，其特征在于，所述敏感材料的比表面积为20m2/g～50m2/g。
4.一种如权利要求1-3中任意一项所述的PbS量子点-SnS2异质结构敏感材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述硫源包括硫代乙酰胺、硫脲和L-半胱氨酸中的一种或两种以上；
6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，所述干燥的温度为50℃～80℃；
7.一种基于PbS量子点-SnS2异质结构敏感材料的室温NH3气体传感器，其特征在于，所述气体传感器由Al2O3衬底、Au叉指电极、在所述Au叉指电极表面涂覆的PbS量子点--SnS2异质结构敏感材料组成；所述PbS量子点--
8.根据权利要求7所述的室温NH3气体传感器，其特征在于，所述气体传感器对NH3气体的检测范围为10ppm～300ppm，工作温度为20°～25℃；
9.根据权利要求7所述的室温NH3气体传感器，其特征在于，涂覆在所述Au叉指电极表面的PbS量子点--SnS2异质结构敏感材料厚度为30μm～60μm。
10.一种如权利要求7-9中任意一项所述的室温NH3气体传感器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种pbs量子点-sns2异质结构敏感材料，其特征在于，所述敏感材料由花状sns2和pbs量子点组成；
2.根据权利要求1所述的pbs量子点-sns2异质结构敏感材料，其特征在于，所述pbs量子点的粒径为10nm～15nm；
3.根据权利要求1所述的pbs量子点-sns2异质结构敏感材料，其特征在于，所述敏感材料的比表面积为20m2/g～50m2/g。
4.一种如权利要求1-3中任意一项所述的pbs量子点-sns2异质结构敏感材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述硫源包括硫代乙酰胺、硫脲和l-半胱氨酸中的一种或两种以上；
6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，所述干燥的温度为50℃～80℃；
7.一种基于pbs量子点-sns2异质结构敏感...
【专利技术属性】
技术研发人员：沈岩柏，白金州，吴美丽，唐明涛，赵思凯，赵强，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：
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