一种对丙酮气体高气敏选择性的铁酸锌纳米纤维气敏材料   0    0

本发明公开一种对丙酮气体高气敏选择性的铁酸锌纳米纤维气敏材料，属于气敏材料技术领域。该气敏材料组成是铁酸锌纳米纤维，铁酸锌纳米纤维用静电纺丝法制备，纤维的长度为2‑5微米，半径120‑170纳米，纳米纤维由平均粒径为20纳米的铁酸锌粒子构成。以该材料作为敏感材料制成的旁热式气敏元件，在工作温度为190℃时，元件对1000ppm丙酮达灵敏度达到13.5，对1ppm丙酮气体的灵敏度达到1.15，并且对1‑1000ppm丙酮气体的响应和恢复时间分别不超过25s。该元件在相同工作温度下对1000ppm的乙醇、甲苯和三甲胺气体的灵敏度均低于1.5，即对丙酮气体有高气敏选择性。

1.一种对丙酮气体高气敏选择性的铁酸锌纳米纤维气敏材料，其特征在于：该材料组成是铁酸锌纳米纤维，其长度为2-5微米，半径为120-170纳米；该纳米纤维由平均粒径为20纳米的铁酸锌粒子构成；
利用该材料制作成旁热式气敏元件，在工作温度为190℃时，元件对1000ppm丙酮达灵敏度达到13.5，对1ppm丙酮气体的灵敏度达到1.15，并且对1-1000ppm丙酮气体的响应和恢复时间分别不超过25s；该元件在相同工作温度下对1000ppm的乙醇、甲苯和三甲胺气体的灵敏度均低于1.5；
所述铁酸锌纳米纤维的制备包括如下步骤：
(1)将0.001摩尔Zn(NO3)2·6H2O和0.002摩尔Fe(NO3)3·9H2O搅拌溶解到8.235克二甲基甲酰胺中，加入1.647克聚乙烯吡咯烷酮，搅拌溶解，得到静电纺丝用溶液；
(2)将步骤(1)制得的静电纺丝用溶液加入到医用注射器中，针尖和收集铝箔与高压电源相连，电压15-18kV，针尖在上，针尖与收集铝箔之间距离13-15厘米，在重力和电场作用下，4小时后在铝箔上收集铁酸锌纤维的前驱体；
(3)将步骤(1)得到的前驱体在空气中200℃干燥10分钟，在马弗炉中热处理2小时，热处理温度480-520℃，升温速率1℃/min。

2.如权利要求1所述的铁酸锌纳米纤维气敏材料，其特征在于，所述步骤(1)的聚乙烯吡咯烷酮分子量为130000。

3.如权利要求1所述的铁酸锌纳米纤维气敏材料作为丙酮气体敏感元件制作的气体传感器。