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【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及纳米结构材料和氨气检测领域,尤其涉及一种有机磷酸分子修饰氧化钨氨气传感器及其制备方法和应用。
技术介绍
1、氨气是一种无色有刺激性气味的气体,其主要来源于农业活动、工业活动以及居民活动的排放,人体吸入后,会通过肺泡进入血液,与血红蛋白结合破坏运氧功能,短期吸入氨气会出现流泪、咽痛和呼吸困难等症状,严重者可会引发各种呼吸疾病。氨气在室内空气中最高允许浓度为0.2mg/m3(即0.2635ppm),而人体所能感受到的最低浓度为5.3ppm,因此需要高灵敏度的氨气传感器来监测空气中的氨气浓度,保障活动人员的身体健康。
2、三氧化钨是一种常用的气敏传感材料,其易于合成且稳定性好,然而单纯的三氧化钨对氨气的灵敏度不足,无法检测低浓度的氨气,且对多种气体均有响应,对氨气的选择性差,无法完成精确检测低浓度氨气的需求。
3、因此,如何提高三氧化钨对于氨气的灵敏度和选择性,并降低三氧化钨对其他气体的响应,成为本领域亟待解决的技术问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种有机磷酸分子修饰氧化钨氨气传感器及其制备方法和应用,本专利技术制备的有机磷酸分子修饰氧化钨氨气传感器对氨气的敏感性显著增加,且对氨气具有良好的选择性,经过5个月的测试性能也没有明显衰减,使用寿命长。
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有机磷酸分子修饰氧化钨氨气传感器的制备方法,包括以下步骤:
4、(1
5、(2)将所述步骤(1)得到的生长有机磷酸分子的三氧化钨分散液在传感器的电极上依次进行涂敷和干燥,得到有机磷酸分子修饰氧化钨氨气传感器。
6、优选地,所述步骤(1)中有机磷酸包括甲基磷酸、苯基磷酸和正十二烷基磷酸中的任意一种。
7、优选地,所述步骤(1)中有机磷酸为甲基磷酸。
8、优选地,所述步骤(1)中三氧化钨粉末的制备方法包括以下步骤:
9、1)将钨粉、过氧化氢溶液和水混合,得到钨酸溶液;
10、2)将所述步骤1)得到的钨酸溶液、草酸二水合物、甲烷磺酸钠和氢氧化钠溶液混合后进行分解反应,得到三氧化钨粉末。
11、优选地,所述步骤1)中钨粉、过氧化氢溶液和水的质量比为(1~10):(20~40):70。
12、优选地,所述步骤2)中钨酸溶液、草酸二水合物和甲烷磺酸钠的质量比为10:(0.5~1):(0.5~1)。
13、优选地,所述步骤(1)中有机磷酸的物质的量、无水乙醇的体积和三氧化钨粉末的质量之比为(0.1~0.5)mmol:10ml:(0.05~0.5)g。
14、优选地,所述步骤(1)中有机磷酸分子生长的温度为室温,有机磷酸分子生长的时间为18~36h。
15、本专利技术提供了上述技术方案所述制备方法制备得到的有机磷酸分子修饰氧化钨氨气传感器。
16、本专利技术提供了上述技术方案所述有机磷酸分子修饰氧化钨氨气传感器在氨气检测中的应用。
17、本专利技术提供了一种有机磷酸分子修饰氧化钨氨气传感器的制备方法,包括以下步骤:(1)将有机磷酸、无水乙醇和三氧化钨粉末混合后进行有机磷酸分子生长,得到生长有机磷酸分子的三氧化钨分散液;(2)将所述步骤(1)得到的生长有机磷酸分子的三氧化钨分散液在传感器的电极上依次进行涂敷和干燥,得到有机磷酸分子修饰氧化钨氨气传感器。本专利技术利用有机磷酸分子对氨气具有催化分解的能力,促进氨气分子在三氧化钨表面的吸附和催化氧化,增强三氧化钨对氨气的灵敏度以及选择性;另一方面,有机磷酸分子中的磷氧基团可以和三氧化钨表面的lewis反应活性位点(未配位的w6+)通过共价形式键合能够,保护三氧化钨的表面活性,增加传感器的使用寿命。实施例的结果显示,本专利技术制备的有机磷酸分子修饰氧化钨氨气传感器对氨气的敏感性显著增加,且对氨气具有良好的选择性,经过5个月的测试性能也没有明显衰减,使用寿命长。
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1.一种有机磷酸分子修饰氧化钨氨气传感器的制备方法,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,所述步骤(1)中有机磷酸包括甲基磷酸、苯基磷酸和正十二烷基磷酸中的任意一种。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法,其特征在于,所述步骤(1)中有机磷酸为甲基磷酸。
4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述步骤(1)中三氧化钨粉末的制备方法包括以下步骤:
5.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,所述步骤1)中钨粉、过氧化氢溶液和水的质量比为(1~10):(20~40):70。
6.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,所述步骤2)中钨酸溶液、草酸二水合物和甲烷磺酸钠的质量比为10:(0.5~1):(0.5~1)。
7.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述步骤(1)中有机磷酸的物质的量、无水乙醇的体积和三氧化钨粉末的质量之比为(0.1~0.5)mmol:10mL:(0.05~0.5)g。
8.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述步骤(1)中有机磷酸
9.权利要求1~8任意一项所述制备方法制备得到的有机磷酸分子修饰氧化钨氨气传感器。
10.权利要求9所述有机磷酸分子修饰氧化钨氨气传感器在氨气检测中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种有机磷酸分子修饰氧化钨氨气传感器的制备方法,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,所述步骤(1)中有机磷酸包括甲基磷酸、苯基磷酸和正十二烷基磷酸中的任意一种。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法,其特征在于,所述步骤(1)中有机磷酸为甲基磷酸。
4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述步骤(1)中三氧化钨粉末的制备方法包括以下步骤:
5.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,所述步骤1)中钨粉、过氧化氢溶液和水的质量比为(1~10):(20~40):70。
6.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,所...
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