System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种Pt/CrWN2气敏电极材料及其制备方法与应用技术_技高网

一种Pt/CrWN2气敏电极材料及其制备方法与应用技术

技术编号:40977125 阅读:20 留言:0更新日期:2024-04-18 21:24
本发明专利技术属于新型气敏电极材料技术领域,具体涉及一种Pt/CrWN<subgt;2</subgt;气敏电极材料及其制备方法与应用。本发明专利技术通过水热‑氨解联合法合成具备二元过渡金属氮化物优势的CrWN<subgt;2</subgt;材料,并将Pt纳米颗粒负载到氮化物表面合成所述Pt/CrWN<subgt;2</subgt;气敏电极材料;所述Pt/CrWN<subgt;2</subgt;气敏电极材料的制备方法具有反应时间短、操作简单及材料性能优异等优点;所述Pt/CrWN<subgt;2</subgt;气敏电极材料可用于制备气体传感器,所述气体传感器具备优秀的长期稳定性以及快速响应恢复性能,具有重要的应用价值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于新型气敏电极材料,具体涉及一种pt/crwn2气敏电极材料及其制备方法与应用。


技术介绍

1、硫化氢是一种无色、有毒、易燃、具有刺激性气味的气体,具有非常强烈的毒性,其对人体健康有非常严重的影响甚至可能致命。因此,能够快速、准确、长期稳定的监测硫化氢,可以有效的避免硫化氢对于人体健康的威胁。

2、传统的(pem)燃料电池型气体传感器常常以多孔碳作为载体,搭载pt颗粒作为催化剂,多孔碳在电化学氧化条件下容易被腐蚀分解生成碳氧化物导致pt颗粒发生团聚现象,进而使得pt的活性位点减少,使得传感器的灵敏度大幅降低甚至失效。目前开发更灵敏、更高效、更稳定的燃料电池传感器仍然是一个严峻的挑战。过渡金属氮化物(tmns)由于其具备耐腐蚀性强、高导电性、电化学性能稳定以及与贵金属之间存在强相互作用,被认为其作为载体材料在作燃料电池型气体传感器中具有很大的实用潜力。目前关于三元过渡金属氮化物作为载体材料的报道十分罕见,因此通过兼容二元过渡金属氮化物优势的三元过度金属氮化物在未来气体传感器的载体材料方面有望实现应用。


技术实现思路

1、针对现有技术的不足,本专利技术的第一个目的在于提供一种pt/crwn2气敏电极材料,所述pt/crwn2气敏电极材料具有灵敏的传感性能。

2、本专利技术的第二个目的在于提供上述pt/crwn2气敏电极材料的制备方法,所述制备方法具有反应时间短、操作简单及材料性能优异等优点。

3、本专利技术的第三个目的在于提供上述pt/crwn2气敏电极材料的应用,所述pt/crwn2气敏电极材料可用于制备气体传感器,所述气体传感器具备优秀的长期稳定性以及快速响应恢复性能。

4、为实现上述目的,本专利技术采用的技术方案如下:

5、一种pt/crwn2气敏电极材料,所述pt/crwn2气敏电极材料由载体材料crwn2搭载pt制备而成;所述pt/crwn2气敏电极材料的粒径为15-25nm。

6、上述pt/crwn2气敏电极材料的制备方法,所述制备方法采用以下步骤:

7、(1)取铬源,钨源和尿素,加入去离子水,超声处理,进行水热反应,得到crwn2前驱体;

8、(2)将步骤(1)得到的crwn2前驱体在氨气气氛下进行加热,得到产物crwn2;

9、(3)取乙二醇,加入步骤(2)得到的crwn2,h2ptcl6溶液,超声处理,进行加热反应,得到所述pt/crwn2气敏电极材料。

10、进一步地,步骤(1)中,所述铬源为六水合氯化铬,所述钨源为钨酸钠二水合物。

11、进一步地,步骤(1)中,所述铬源,钨源,尿素及去离子水的摩尔体积比为(1-4)mol:(1-4)mol:4mol:50ml。

12、进一步地,步骤(1)中,所述水热反应的温度为140℃,时间为3h。

13、进一步地,步骤(1)中,所述超声处理的时间为30min。

14、进一步地,步骤(1)中,所述水热反应完成后还需进行过滤,洗涤,干燥。

15、进一步地,所述干燥的温度为60℃,时间为8-12h。

16、进一步地,步骤(2)中,所述加热的升温速率为5℃/min,温度为800℃,时间为8h。

17、进一步地,步骤(2)中,所述加热完成后还需冷却至室温,通入氩气。

18、进一步地,步骤(3)中,所述h2ptcl6溶液的浓度为100mg/l。

19、进一步地,步骤(3)中,所述crwn2,h2ptcl6溶液及乙二醇的质量体积比为5mg:34μl:5ml。

20、进一步地,步骤(3)中,所述超声处理的时间为30min。

21、进一步地,步骤(3)中,所述加热反应的温度为140℃,时间为3h。

22、进一步地,步骤(3)中,所述加热反应完成后,还需进行冷却,洗涤及干燥。

23、进一步地,所述干燥的温度为60℃,时间为8-12h。

24、上述pt/crwn2气敏电极材料的应用,所述pt/crwn2气敏电极材料可用于制备气体传感器。

25、进一步地,所述气体传感器可用于检测h2s气体。

26、本专利技术以水热-氨解联合法利用水热-氨解法联合制备crwn2,获得的crwn2样品呈现出纳米堆积状,粒径约为15-25nm,且形貌完整,并搭载贵金属pt合成pt/crwn2气敏电极材料;首先以水热法合成氮化物的前驱体即氢氧化物,再通过氨解法,高温氮化前驱体氮化为过渡金属氮化物,并将其应用于气体传感器载体材料制备技术中。

27、本专利技术利用过渡金属氮化物与pt之间存在的强相互作用,使得pt原子电子结构改变,促使催化剂载体对于不同气体的吸附能、反应活化能以及电子转移途径发生可预测的变化,进而使得气体传感器拥有更好的灵敏性、选择性以及稳定性。

28、有益效果

29、本专利技术以水热-氨解联合法利用水热-氨解法联合制备crwn2,获得的crwn2样品呈现出纳米堆积状,粒径约为15-25nm,且形貌完整,并搭载贵金属pt合成pt/crwn2气敏电极材料;该方法反应时间短、操作简单、材料性能优异,是一种简单高效的三元过渡金属氮化物的制备方法。

30、本专利技术将pt/crwn2气敏电极材料用于制备气体传感器,使得气体传感器具备优秀的长期稳定性以及快速响应恢复性能。

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【技术保护点】

1.一种Pt/CrWN2气敏电极材料,其特征在于,所述Pt/CrWN2气敏电极材料由载体材料CrWN2搭载Pt制备而成;所述Pt/CrWN2气敏电极材料的粒径为15-25nm。

2.权利要求1所述的Pt/CrWN2气敏电极材料的制备方法,其特征在于,所述制备方法采用以下步骤:

3.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,所述铬源为六水合氯化铬,所述钨源为钨酸钠二水合物。

4.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,所述铬源,钨源,尿素及去离子水的摩尔体积比为(1-4)mol:(1-4)mol:4mol:50mL;

5.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,步骤(2)中,所述加热的升温速率为5℃/min,温度为800℃,时间为8h;

6.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,步骤(3)中,所述H2PtCl6溶液的浓度为100mg/L。

7.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,步骤(3)中,所述CrWN2,H2PtCl6溶液及乙二醇的质量体积比为5mg:34μL:5mL;

8.根据权利要求7所述的制备方法,其特征在于,所述干燥的温度为60℃,时间为8-12h。

9.权利要求1所述的Pt/CrWN2气敏电极材料和/或权利要求2-8任一项所述的方法制备的Pt/CrWN2气敏电极材料的应用,其特征在于,所述Pt/CrWN2气敏电极材料可用于制备气体传感器。

10.根据权利要求9所述的应用,其特征在于,所述气体传感器可用于检测H2S气体。

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【技术特征摘要】

1.一种pt/crwn2气敏电极材料,其特征在于,所述pt/crwn2气敏电极材料由载体材料crwn2搭载pt制备而成;所述pt/crwn2气敏电极材料的粒径为15-25nm。

2.权利要求1所述的pt/crwn2气敏电极材料的制备方法,其特征在于,所述制备方法采用以下步骤:

3.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,所述铬源为六水合氯化铬,所述钨源为钨酸钠二水合物。

4.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,所述铬源,钨源,尿素及去离子水的摩尔体积比为(1-4)mol:(1-4)mol:4mol:50ml;

5.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,步骤(2)中,所述加热的升温速率为5℃/min,温度为...

【专利技术属性】
技术研发人员:杨明辉梁彧吕亚康
申请(专利权)人:大连理工大学
类型:发明
国别省市:

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