一种生物质炭-双晶相金属氧化物（WO制造技术

本发明专利技术提供了一种生物质炭‑双晶相金属氧化物(WO

【技术实现步骤摘要】
一种生物质炭-双晶相金属氧化物(WO3)复合材料及其制备和应用
本专利技术涉及复合材料，特别涉及一种生物质炭-双晶相金属氧化物复合材料及其制备方法和在监测大气中氮氧化物的含量的应用。
技术介绍
经济的快速发展带来了严重的大气污染问题。汽车尾气、化学工业产生的废气、冬季供暖的燃煤排气以及来自其它方面的有毒有害气体，都是空气污染的主要来源。空气中常见的有毒有害气体如NOx、H2S、SO2、NH3、CO等，尤其NOx气体，是引起光化学烟雾和酸雨的主要原因，因此，NOx被列为严重污染大气的气体。除此之外，NOx也会影响到人类的呼吸系统和神经系统。所以，实时监测大气中NOx的含量具有十分重要的意义。目前，已经研究报道检测NOx气体的传感器，主要敏感材料集中于SnO2，WO3，TiO2，In2O3等半导体金属氧化物。研究发现，如果以单纯的金属氧化物作为气敏传感材料，为了确保NOx分子从半导体金属氧化物的表面完全解吸，往往会需要很高的工作温度，例如，文献1.Wang,Z.；Wang,D.；Sun,J.,Controlledsynthesisofdefect-richultrathintwo-dimensionalWO3nanosheetsforNO2gasdetection.SensorsandActuatorsB:Chemical2017,245,828-834；文献2.Ganbavle,V.V.；Mohite,S.V.；Kim,J.H.；Rajpure,K.Y.,EffectofsolutionconcentrationonphysicochemicalandgassensingpropertiesofsprayedWO3thinfilms.CurrentAppliedPhysics2015,15,84-93；文献3.Wang,Z.；Sun,P.；Yang,T.；Gao,Y.；Li,X.；Lu,G.；Du,Y.,Flower-likeWO3architecturessynthesizedviaamicrowave-assistedmethodandtheirgassensingproperties.SensorsandActuatorsB:Chemical2013,186,734-740；文献4.Wang,C.；Sun,R.；Li,X.；Sun,Y.；Sun,P.；Liu,F.；Lu,G.,Hierarchicalflower-likeWO3nanostructuresandtheirgassensingproperties.SensorsandActuatorsB:Chemical2014,204,224-230；文献5.Kim,J.-S.；Yoon,J.-W.；Hong,Y.J.；Kang,Y.C.；Abdel-Hady,F.；Wazzan,A.A.；Lee,J.-H.,Highlysensitiveandselectivedetectionofppb-levelNO2usingmulti-shelledWO3yolk–shellspheres.SensorsandActuatorsB:Chemical2016,229,561-569；文献6.Meng,Z.；Fujii,A.；Hashishin,T.；Wada,N.；Sanada,T.；Tamaki,J.；Kojima,K.；Haneoka,H.；Suzuki,T.,MorphologicalandcrystalstructuralcontroloftungstentrioxideforhighlysensitiveNO2gassensors.JournalofMaterialsChemistryC2015,3,1134-1141；文献7.Shendage,S.S.；Patil,V.L.；Vanalakar,S.A.；Patil,S.P.；Harale,N.S.；Bhosale,J.L.；Kim,J.H.；Patil,P.S.,SensitiveandselectiveNO2gassensorbasedonWO3nanoplates.SensorsandActuatorsB:Chemical2017,240,426-433；文献8.Han,L.；Chen,J.；Zhang,Y.；Liu,Y.；Zhang,L.；Cao,S.,Facilesynthesisofhierarchicalcarpet-likeWO3microflowersforhighNO2gassensingperformance.MaterialsLetters2018,210,8-11，以上文献均不加入生物质炭，所制得的三氧化钨，对NOx的灵敏度的测试温度均较高，例如介于90-200℃之间。可见，对于非模板法制备的三氧化钨，测试温度都比较高，以至于无法实现在室温下进行测试。这样会使传感器的功耗大大增加；同时，在一定程度上提高了传感器的制作成本，另外，材料长期处于较高的工作温度下，其对传感材料本身也会产生一定的损耗，从而限制了其广范围的应用。如CN200410046921.8，一种氮氧化物传感器及其制作工艺，该专利技术公开了一种氮氧化物传感器，在氮氧化物传感器本体(1)表面涂覆有薄膜(2)，其薄膜的配方按重量比计是：三氧化钨：二氧化硅＝(100-90)：(0-10)，该专利技术对二氧化氮气体具有较好的响应性，但是其工作温度较高，在160℃左右。另外，现有技术中，采用模板法制备的三氧化钨，其所测气体的灵敏度普遍不高。例如，文献9.孙凤云，etal.“介孔硅基WO3纳米颗粒薄膜室温气敏元件特性”纳米技术与精密程8.2(2010):156-160；文献10.Wang,T.；Hao,J.；Zheng,S.；Sun,Q.；Zhang,D.；Wang,Y.,Highlysensitiveandrapidlyrespondingroom-temperatureNO2gassensorsbasedonWO3nanorods/sulfonatedgraphenenanocomposites.NanoResearch2017,11,791-803；文献11.Zhang,W.；Hu,M.；Liu,X.；Wei,Y.；Li,N.；Qin,Y.,Synthesisofthecactus-likesiliconnanowires/tungstenoxidenanowirescompositeforroom-temperatureNO2gassensor.JournalofAlloysandCompounds2016,679,391-399；文献12.Wei,Y.；Hu,M.；Yan,W.；Wang,D.；Yuan,L.；Qin,Y.,Hydrothermalsynthesisporoussilicon/tungstenoxidenanorodscompositesandtheirgas-sensingpropertiestoNO2atroomtemperature.AppliedSurfaceScience2015,353,79-86；文献1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种生物质炭-双晶相金属氧化物(WO

【技术特征摘要】
1.一种生物质炭-双晶相金属氧化物(WO3)复合材料，其特征在于，其由包括生物质炭和含钨化合物的原料制得。


2.根据权利要求1所述的，其特征在于，所述生物质炭为由生物质碳化而得的产物，所述生物质选自水稻秸秆、大豆秸秆、玉米棒、稻壳和汉麻杆中的至少一种，优选地，所述生物质为汉麻杆；
所述含钨化合物选自钨酸钠和钨酸钾，优选为钨酸钠。


3.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，其原料还包括柠檬酸和稀酸，所述稀酸选自稀盐酸、稀硝酸、稀硫酸，优选地，所述稀酸为稀盐酸。


4.根据权利要求1至3之一所述的复合材料，其特征在于，其XRD图中，在13.9°，22.7°，24.3°，28.1°，50.4°，23.1°，23.6°和24.3°处存在衍射峰。


5.一种制备生物质炭-双晶相金属氧化物(WO3)复合材料的方法，优选用于制备权利要求1至4之一所述的复合材料，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
步骤1，制备生物质炭；
步骤2，将含钨化合物与步骤1得到的生物质炭反应；
步骤3，后处理，得到产品。


6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤1包括以下步骤：
子步骤1-1，任选预处理生物质；
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【专利技术属性】
技术研发人员：史克英，李丽，吕贺，何浪，
申请(专利权)人：黑龙江大学，
类型：发明
国别省市：黑龙;23