本發(fā)明屬于氣敏傳感器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種zno納米纖維氣敏材料的制備方法。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，氣體在使用、運(yùn)輸、和生產(chǎn)的過(guò)程中經(jīng)常會(huì)發(fā)生泄露事故，并會(huì)引起一系列的爆炸、火災(zāi)，而這些氣體大部分是具有毒有害，且易燃易爆，而這些氣體主要是科技水平的發(fā)展、工業(yè)生產(chǎn)的進(jìn)步、以及生產(chǎn)規(guī)模的逐步擴(kuò)大、產(chǎn)品種類(lèi)的不斷增加產(chǎn)生的，也會(huì)對(duì)大氣造成嚴(yán)重的污染，或使人中毒等，這些氣體存在許多潛在的危險(xiǎn)，輕則危害人類(lèi)的財(cái)產(chǎn)安全，重則危害人類(lèi)的人身安全。同時(shí)隨著生活水平的不斷提高，液化氣和天然氣己經(jīng)普遍存在于日常生活中。但是，由于液化氣和天然氣泄露而引起火災(zāi)、中毒甚至是爆炸等事件日益增加。人類(lèi)自身對(duì)有毒有害氣體定量的判斷能力是有限的，在人體還沒(méi)有感覺(jué)到的時(shí)候，危險(xiǎn)就己經(jīng)發(fā)生了。因此，需要檢測(cè)環(huán)境中是否存在有毒有害氣，這就需要精確的測(cè)量氣體濃度和氣體種類(lèi)的設(shè)備儀器。
zno是一種寬禁帶、直接帶隙ⅱ-ⅵ族化合物半導(dǎo)體，它的禁帶寬度為3.37ev，在室溫下，它的激子結(jié)合能可達(dá)60mev，具有優(yōu)良的電學(xué)、光學(xué)、壓電和氣敏等性能，被廣泛應(yīng)用于許多重要領(lǐng)域。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
解決的技術(shù)問(wèn)題：本發(fā)明的目的是提供一種zno納米纖維氣敏材料的制備方法，所得氣敏材料對(duì)丙酮和h2s都具有較高的靈敏度。
技術(shù)方案：一種zno納米纖維氣敏材料的制備方法，包括以下步驟：
步驟1，以重量份計(jì)，將pva8-12份加至去離子水100份中，溶脹，再加入海藻酸鈉0.5-1.2份、檸檬酸0.2-0.5份、葡萄糖0.1-0.6份，加熱至80-90℃，保溫4-6h，得到基體液；
步驟2，以重量份計(jì)，將c4h6o4zn·2h2o10-20份、la(no3)3·6h2o3-5份、ce(no3)3·6h2o1-4份加至步驟1所得基體液中，加熱至50-60℃，保溫30-40min，邊攪拌邊滴加無(wú)水乙醇2-8份，得到紡絲液；
步驟3，將步驟2所得紡絲液進(jìn)行靜電紡絲，收集纖維；
步驟4，將步驟3所得纖維置于真空管式爐中燒結(jié)，即得。
進(jìn)一步地，步驟1中還加入表面活性劑十二烷基苯磺酸鈉0.1-0.3份。
進(jìn)一步地，步驟1中溶脹條件為30-40℃、12-24h。
進(jìn)一步地，步驟2中攪拌速度為100-200rpm。
進(jìn)一步地，步驟3中靜電紡絲的電壓為8-12kv、接收距離為10-15cm。
進(jìn)一步地，步驟4中燒結(jié)溫度為600-650℃、時(shí)間為2-4h。
有益效果：本發(fā)明的zno納米纖維氣敏材料對(duì)丙酮和h2s都具有較高的靈敏度，響應(yīng)和恢復(fù)時(shí)間較快。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1
一種zno納米纖維氣敏材料的制備方法，包括以下步驟：
步驟1，以重量份計(jì)，將pva8份加至去離子水100份中，溶脹，再加入海藻酸鈉0.5份、檸檬酸0.2份、葡萄糖0.1份，加熱至80℃，保溫6h，得到基體液；
步驟2，以重量份計(jì)，將c4h6o4zn·2h2o10份、la(no3)3·6h2o3份、ce(no3)3·6h2o1份加至步驟1所得基體液中，加熱至50℃，保溫40min，邊攪拌邊滴加無(wú)水乙醇2份，得到紡絲液；
步驟3，將步驟2所得紡絲液進(jìn)行靜電紡絲，收集纖維；
步驟4，將步驟3所得纖維置于真空管式爐中燒結(jié)，即得。
其中，步驟1中還加入表面活性劑十二烷基苯磺酸鈉0.1份，溶脹條件為30℃、24h。
步驟2中攪拌速度為100rpm。
步驟3中靜電紡絲的電壓為8kv、接收距離為15cm。
步驟4中燒結(jié)溫度為600℃、時(shí)間為4h。
所得氣敏材料在200-450℃工作范圍內(nèi)，對(duì)1000ppm丙酮蒸汽的靈敏度在300℃時(shí)達(dá)到最大，可達(dá)45ra/rg；在250-450℃工作范圍內(nèi)，對(duì)10ppmh2s的靈敏度在400℃時(shí)達(dá)到最大，可達(dá)13ra/rg。
實(shí)施例2
一種zno納米纖維氣敏材料的制備方法，包括以下步驟：
步驟1，以重量份計(jì)，將pva9份加至去離子水100份中，溶脹，再加入海藻酸鈉0.7份、檸檬酸0.3份、葡萄糖0.2份，加熱至85℃，保溫6h，得到基體液；
步驟2，以重量份計(jì)，將c4h6o4zn·2h2o13份、la(no3)3·6h2o4份、ce(no3)3·6h2o2份加至步驟1所得基體液中，加熱至55℃，保溫40min，邊攪拌邊滴加無(wú)水乙醇4份，得到紡絲液；
步驟3，將步驟2所得紡絲液進(jìn)行靜電紡絲，收集纖維；
步驟4，將步驟3所得纖維置于真空管式爐中燒結(jié)，即得。
其中，步驟1中還加入表面活性劑十二烷基苯磺酸鈉0.2份，溶脹條件為35℃、20h。
步驟2中攪拌速度為150rpm。
步驟3中靜電紡絲的電壓為10kv、接收距離為15cm。
步驟4中燒結(jié)溫度為600℃、時(shí)間為4h。
所得氣敏材料在200-450℃工作范圍內(nèi)，對(duì)1000ppm丙酮蒸汽的靈敏度在300℃時(shí)達(dá)到最大，可達(dá)47ra/rg；在250-450℃工作范圍內(nèi)，對(duì)10ppmh2s的靈敏度在400℃時(shí)達(dá)到最大，可達(dá)12ra/rg。
實(shí)施例3
一種zno納米纖維氣敏材料的制備方法，包括以下步驟：
步驟1，以重量份計(jì)，將pva10份加至去離子水100份中，溶脹，再加入海藻酸鈉0.9份、檸檬酸0.4份、葡萄糖0.3份，加熱至80℃，保溫6h，得到基體液；
步驟2，以重量份計(jì)，將c4h6o4zn·2h2o17份、la(no3)3·6h2o4份、ce(no3)3·6h2o3份加至步驟1所得基體液中，加熱至50℃，保溫40min，邊攪拌邊滴加無(wú)水乙醇2份，得到紡絲液；
步驟3，將步驟2所得紡絲液進(jìn)行靜電紡絲，收集纖維；
步驟4，將步驟3所得纖維置于真空管式爐中燒結(jié)，即得。
其中，步驟1中還加入表面活性劑十二烷基苯磺酸鈉0.2份，溶脹條件為30℃、24h。
步驟2中攪拌速度為100rpm。
步驟3中靜電紡絲的電壓為8kv、接收距離為15cm。
步驟4中燒結(jié)溫度為600℃、時(shí)間為4h。
所得氣敏材料在200-450℃工作范圍內(nèi)，對(duì)1000ppm丙酮蒸汽的靈敏度在300℃時(shí)達(dá)到最大，可達(dá)42ra/rg；在250-450℃工作范圍內(nèi)，對(duì)10ppmh2s的靈敏度在400℃時(shí)達(dá)到最大，可達(dá)15ra/rg。
實(shí)施例4
一種zno納米纖維氣敏材料的制備方法，包括以下步驟：
步驟1，以重量份計(jì)，將pva12份加至去離子水100份中，溶脹，再加入海藻酸鈉1.2份、檸檬酸0.5份、葡萄糖0.6份，加熱至90℃，保溫4h，得到基體液；
步驟2，以重量份計(jì)，將c4h6o4zn·2h2o20份、la(no3)3·6h2o5份、ce(no3)3·6h2o4份加至步驟1所得基體液中，加熱至60℃，保溫30min，邊攪拌邊滴加無(wú)水乙醇2份，得到紡絲液；
步驟3，將步驟2所得紡絲液進(jìn)行靜電紡絲，收集纖維；
步驟4，將步驟3所得纖維置于真空管式爐中燒結(jié)，即得。
其中，步驟1中還加入表面活性劑十二烷基苯磺酸鈉0.3份，溶脹條件為40℃、12h。
步驟2中攪拌速度為200rpm。
步驟3中靜電紡絲的電壓為12kv、接收距離為10cm。
步驟4中燒結(jié)溫度為650℃、時(shí)間為2h。
所得氣敏材料在200-450℃工作范圍內(nèi)，對(duì)1000ppm丙酮蒸汽的靈敏度在300℃時(shí)達(dá)到最大，可達(dá)46ra/rg；在250-450℃工作范圍內(nèi)，對(duì)10ppmh2s的靈敏度在400℃時(shí)達(dá)到最大，可達(dá)17ra/rg。