鎂摻雜三維有序大孔鐵酸鑭氣敏材料及其制備方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)鎂摻雜三維有序大孔鐵酸鑭氣敏材料及其制備方法，以聚甲基丙烯酸甲酯微球?yàn)槟０澹訪a(NO3)3·6H2O、Mg(NO3)2和Fe(NO3)3·9H2O的醇溶液進(jìn)行浸漬，然后進(jìn)行焙燒以保證模板的去除以及材料的結(jié)晶。本發(fā)明制得的材料不僅在結(jié)構(gòu)上具有三維長(zhǎng)程有序行，并且通過(guò)調(diào)節(jié)前驅(qū)體溶液中La3+與Mg2+的比例，成功制備出不同Mg摻雜量的鐵酸鑭氣敏材料；另一方面，通過(guò)此方法制備的三維長(zhǎng)程有序大孔鐵酸鑭氣敏材料表現(xiàn)出優(yōu)異的氣敏性能。
【專(zhuān)利說(shuō)明】鎂摻雜三維有序大孔鐵酸鑭氣敏材料及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于功能材料【技術(shù)領(lǐng)域】，更加具體地說(shuō)，涉及鎂摻雜三維有序大孔鐵酸鑭氣敏材料及其制備方法，具體的說(shuō)是一種利用PMMA模板制備Mg2+摻雜的三維有序大孔LahMgxFeO3氣敏材料的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著人類(lèi)工業(yè)化進(jìn)程的發(fā)展，人們賴(lài)以生活的環(huán)境雖發(fā)生了很大的變化，大氣中的各種污染性氣體日益增多。不可否認(rèn)，這些污染性氣體不僅對(duì)大氣，對(duì)環(huán)境造成了極大的危害，也時(shí)刻在威脅這我們?nèi)祟?lèi)的健康，例如臭氧層的破壞，溫室效應(yīng)的加劇，以及酸雨的頻頻發(fā)生等一系列的問(wèn)題已經(jīng)不容忽視，它們已經(jīng)嚴(yán)重影響到了人類(lèi)的生存、生產(chǎn)。另一方面，在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，對(duì)于有毒有害，甚至易燃易爆氣體，要進(jìn)行嚴(yán)格的精確調(diào)控，以避免危險(xiǎn)的發(fā)生。雖然，氣體傳感器已經(jīng)在實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)以及家庭生活得到應(yīng)用，但是隨著人們對(duì)生活質(zhì)量和環(huán)境要求的提高，對(duì)氣體檢測(cè)的精確性，及時(shí)性以及穩(wěn)定性等也提出了更高的要求。所以，新型氣敏材料和氣敏傳感器的研宄迫在眉睫。
[0003]目前市場(chǎng)上應(yīng)用最多的氣敏傳感器材料都是以單一金屬氧化物為基的半導(dǎo)體材料，如Sn02、Zn0、W03、Ti02以及In2O3等。但這些單金屬氧化物半導(dǎo)體在諸多方面還未能滿足人們實(shí)際生產(chǎn)生活的需要，而復(fù)合金屬氧化物比單一的金屬氧化物半導(dǎo)體具有更高的靈敏度，更好的選擇性以及穩(wěn)定性，所以，復(fù)合金屬氧化物半導(dǎo)體的制備和開(kāi)發(fā)新型氣敏材料已經(jīng)成為半導(dǎo)體氣敏材料研宄的一個(gè)重要領(lǐng)域。在眾多的復(fù)合金屬氧化物半導(dǎo)體氣敏材料中，鈣鈦礦型的復(fù)合金屬氧化物鐵酸鑭(LaFeO3)由于其高的靈敏度，好的選擇性以及強(qiáng)的可逆變化性而備受關(guān)注。
[0004]目前應(yīng)用中的幾乎所有氣敏傳感器都未能很好的滿足上述要求，特別是靈敏度，響應(yīng)速度以及穩(wěn)定性不能夠同時(shí)得到滿足，這在很大程度上限制了氣敏材料的應(yīng)用?，F(xiàn)在，氧化物半導(dǎo)體基氣敏傳感器研宄中，科研工作者致力于開(kāi)發(fā)新型氣敏材料，以及將材料向納米化發(fā)展，制備出性能更好的新型納米結(jié)構(gòu)氣敏材料，抑或是對(duì)現(xiàn)有材料進(jìn)行改性，對(duì)材料進(jìn)行摻雜或表面修飾處理。對(duì)材料進(jìn)行摻雜或表面改性，是提高材料靈敏度和選擇性的一種常用的手段。摻雜的方法，其原理是以其他原子對(duì)La或Fe原子的替代，來(lái)增加其晶格內(nèi)部缺陷，以產(chǎn)生更多的氧空位來(lái)改善其性能。而表明修飾則是通過(guò)兩步合成法，在已制備好的的材料中貴金屬離子或其他的金屬氧化物，亦或在材料表面涂一層有催化作用的物質(zhì)。對(duì)LaFeO3基氣敏材料，由于其內(nèi)部La 3+和Fe 3+在結(jié)構(gòu)上的差異性，更多的科研工作者選擇以摻雜的方式改善其性能。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供鎂摻雜三維有序大孔鐵酸鑭氣敏材料及其制備方法，制得的材料不僅在結(jié)構(gòu)上具有三維長(zhǎng)程有序行，并且通過(guò)調(diào)節(jié)前驅(qū)體溶液中La3+與Mg 2+的比例，成功制備出不同Mg摻雜量的La ^xMgxFeO3;另一方面，通過(guò)此方法制備的三維長(zhǎng)程有序大孔LahMgxFeO3表現(xiàn)出優(yōu)異的氣敏性能。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)目的通過(guò)下述技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn):
[0007]鎂摻雜三維有序大孔鐵酸鑭氣敏材料及其制備方法，按照下述步驟進(jìn)行制備:
[0008]步驟I，將 La (NO3) 3.6H20、Mg (NO3) 2和 Fe (NO 3) 3.9H20 固體粉末溶于乙二醇中，再向乙二醇中加入甲醇，形成最終的金屬醇溶液，其中所述乙二醇和甲醇的體積比為2:3，所述金屬鑭、金屬鎂和金屬鐵摩爾比滿足(I一X):χ:1，X大于O且小于1，例如0.02一0.15，所述金屬鑭、金屬鎂和金屬鐵的總量為IM ；
[0009]步驟2，選擇將聚甲基丙烯酸甲酯微球作為模板，浸漬到步驟I制備的金屬醇溶液中，待浸漬后對(duì)體系進(jìn)行抽濾處理，將留存在濾紙上的物質(zhì)在室溫20— 25攝氏度下進(jìn)行干燥。
[0010]所述聚甲基丙烯酸甲酯微球?yàn)閱畏稚⒌募{米級(jí)微球，微球粒徑為200nm — 500nm ;優(yōu)選浸漬條件下室溫20— 25攝氏度下浸漬I一6h。
[0011]步驟3，將經(jīng)過(guò)步驟2處理的物質(zhì)進(jìn)行焙燒，自室溫20— 25攝氏度升溫至550—600°C保溫I一6h后自然冷卻至室溫20— 25攝氏度，控制升溫速度I一2°C /min，以保證PMMA微球模板的去除和鐵酸鑭的結(jié)晶。
[0012]在上述技術(shù)方案中，鐵酸鑭氣敏材料為鈣鈦礦型的LaFeO3,金屬鎂以二價(jià)離子的形式摻入鐵酸鑭氣敏材料中。
[0013]在上述技術(shù)方案中，鐵酸鑭氣敏材料平均孔徑可達(dá)180— 260nm，比表面積可達(dá)18一30m2/go
[0014]本發(fā)明制備的鎂摻雜三維有序大孔鐵酸鑭氣敏材料在甲醇?xì)怏w響應(yīng)材料中的應(yīng)用。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案與其他材料制備方法相比，模板法操作方法更為簡(jiǎn)單，可批量生產(chǎn)，且實(shí)驗(yàn)過(guò)程綠色無(wú)污染，所選用的材料對(duì)人體無(wú)毒性。一方面，制得的材料不僅在結(jié)構(gòu)上具有三維長(zhǎng)程有序行，并且通過(guò)調(diào)節(jié)前驅(qū)體溶液中La3+與Mg2+的比例，成功制備出不同Mg摻雜量的La1JMgxFeO3^—方面，通過(guò)此方法制備的三維長(zhǎng)程有序大孔LahMgxFeO3表現(xiàn)出優(yōu)異的氣敏性能。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1是本發(fā)明的技術(shù)方案的過(guò)程示意圖。
[0017]圖2是本發(fā)明技術(shù)方案中使用的PMMA微球模板的掃描電鏡照片。
[0018]圖3是本發(fā)明技術(shù)方案制備的Mg摻雜的三維長(zhǎng)程有序大孔鐵酸鑭的掃描電鏡照片。
[0019]圖4是本發(fā)明技術(shù)方案制備的Mg摻雜的三維長(zhǎng)程有序大孔鐵酸鑭的XRD譜圖。
[0020]圖5是本發(fā)明技術(shù)方案制備的Mg摻雜的三維長(zhǎng)程有序大孔鐵酸鑭的氮吸附測(cè)試曲線。
[0021]圖6是本發(fā)明技術(shù)方案制備的不同Mg摻雜量的三維長(zhǎng)程有序大孔鐵酸鑭的不同溫度氣敏響應(yīng)曲線圖。
[0022]圖7是本發(fā)明技術(shù)方案制備的Mg摻雜的三維長(zhǎng)程有序大孔鐵酸鑭的氣體濃度一響應(yīng)曲線圖。
[0023]圖8是本發(fā)明技術(shù)方案制備的Mg摻雜的三維長(zhǎng)程有序大孔鐵酸鑭的不同氣體的選擇性響應(yīng)圖。
[0024]圖9是本發(fā)明技術(shù)方案制備的Mg摻雜的三維長(zhǎng)程有序大孔鐵酸鑭的電阻動(dòng)態(tài)變化曲線圖。

【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)地描述。
[0026]在本發(fā)明的技術(shù)方案，選擇聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)微球作為模板進(jìn)行浸漬，以獲得不同孔徑的鐵酸鑭氣敏材料，依據(jù)參考文獻(xiàn)進(jìn)行PMMA微球的制備，以得到不同粒徑的 PMMA 微球，例如 Three-Dimens1nally Ordered Macroporous (3D0M)Materialsof Spinel-Type Mixed Iron Oxides.Synthesis, Structural Characterizat1n, andFormat1nMechanism of Inverse Opals with a Skeleton Structure， MasahiroSadakane,Chigusa Takahashi, Nobuyasu Kato, IHitoshi Ogihara, YoshinobuNodasaka, Yoshihiro Doi, Yuk1 Hinatsu, Wataru Ueda，bulletin of the ChemicalSociety of Japan(Bull.Chen.Soc.Jpn.)，2007，7(7)，2213-2219。
[0027]不同粒徑的PMMA微球的制備:
[0028](I)三維有序PMMA微球模板的制備。具體步驟如下:將500ml的三口燒瓶固定在恒溫水浴磁力攪拌器上，向燒瓶?jī)?nèi)通入氮?dú)猓?ml甲基丙烯酸甲酯單體和88ml的去離子水同時(shí)加入至燒瓶中，勾速攪拌15min;將0.0584g的過(guò)硫酸鉀溶于7.5ml的去離子水后，加入到三口燒瓶中，勻速攪拌并加熱溶液至70°C，繼續(xù)通氮?dú)?min ;待溶液溫度達(dá)到70°C，恒溫反應(yīng)2h，溶液轉(zhuǎn)變?yōu)榘咨橐?，停止反?yīng)，將乳液快速冷卻至室溫；將制得的PMMA微球單分散液倒入燒杯中超聲lOmin，將其保存?zhèn)溆?；?duì)單分散乳液進(jìn)行3000r/min的離心速度離心5小時(shí)，制得粒徑為280nm的PMMA微球模板。
[0029](2)將三口燒瓶固定在恒溫水浴磁力攪拌器上，向燒瓶?jī)?nèi)通入氮?dú)猓?4ml甲基丙稀酸甲醋單體和88ml的去離子水同時(shí)加入至燒瓶中，勾速攪拌15min ;將0.0584g的過(guò)硫酸鉀溶于7.5ml的去離子水后，加入到三口燒瓶中，勻速攪拌并加熱溶液至70°C，繼續(xù)通氮?dú)?min ;待溶液溫度達(dá)到70°C，恒溫反應(yīng)2h，溶液轉(zhuǎn)變?yōu)榘咨橐海Ｖ狗磻?yīng)，將乳液快速冷卻至室溫；將制得的PMMA微球單分散液倒入燒杯中超聲lOmin，將其保存?zhèn)溆?；?duì)單分散乳液進(jìn)行3000r/min的離心速度離心5小時(shí)，制得粒徑為380nm的PMMA微球模板。
[0030](3)將三口燒瓶固定在恒溫水浴磁力攪拌器上，向燒瓶?jī)?nèi)通入氮?dú)猓?8ml甲基丙稀酸甲醋單體和88ml的去離子水同時(shí)加入至燒瓶中，勾速攪拌15min ;將0.0584g的過(guò)硫酸鉀溶于7.5ml的去離子水后，加入到三口燒瓶中，勻速攪拌并加熱溶液至70°C，繼續(xù)通氮?dú)?min ;待溶液溫度達(dá)到70°C，恒溫反應(yīng)2h，溶液轉(zhuǎn)變?yōu)榘咨橐?，停止反?yīng)，將乳液快速冷卻至室溫；將制得的PMMA微球單分散液倒入燒杯中超聲lOmin，將其保存?zhèn)溆?；?duì)單分散乳液進(jìn)行3000r/min的離心速度離心5小時(shí)，制得粒徑為500nm的PMMA微球模板。
[0031]以上述PMMA微球?yàn)槟０澹M(jìn)行鐵酸鑭氣敏材料的制備:
[0032]實(shí)施例1
[0033]步驟1，稱(chēng)取 10.584g 的 La (NO3) 3.6H20、0.07383g 的 Mg(NO3)2^P 10.1g 的Fe(NO3)3.9Η20固體粉末，將其溶于1ml的乙二醇中，將上述溶液倒入25ml的容量瓶中，加入甲醇至溶液體積等于25ml，溶液中金屬離子濃度達(dá)到1M。
[0034]步驟2，選擇將聚甲基丙烯酸甲酯微球280nm作為模板，浸漬到步驟I制備的金屬醇溶液中，浸漬3h，待浸漬后對(duì)體系進(jìn)行抽濾處理，將留存在濾紙上的物質(zhì)在室溫25攝氏度下進(jìn)行干燥12h。
[0035]步驟3，將經(jīng)過(guò)步驟2處理的物質(zhì)進(jìn)行焙燒，自室溫25攝氏度升溫至600°C保溫Ih后自然冷卻至室溫25攝氏度，控制升溫速度2°C /min,以保證PMMA微球模板的去除和鐵酸彌 Laa98Mga Q2Fe03 的結(jié)晶。
[0036]實(shí)施例2
[0037]步驟1，稱(chēng)取 10.26g 的 La (NO3) 3.6H20、0.185457g 的 Mg(NO3)2^P 10.1g 的Fe (NO3)3.9H20固體粉末溶于1ml乙二醇中，將上述溶液倒入25ml的容量瓶中，加入甲醇至溶液體積等于25ml，溶液中金屬離子濃度達(dá)到IM ；
[0038]步驟2，選擇將聚甲基丙烯酸甲酯微球380nm作為模板，浸漬到步驟I制備的金屬醇溶液中，浸漬6h，待浸漬后對(duì)體系進(jìn)行抽濾處理，將留存在濾紙上的物質(zhì)在室溫20攝氏度下進(jìn)行干燥12h。
[0039]步驟3，將經(jīng)過(guò)步驟2處理的物質(zhì)進(jìn)行焙燒，自室溫20攝氏度升溫至550°C保溫6h后自然冷卻至室溫20攝氏度，控制升溫速度1°C /min,以保證PMMA微球模板的去除和鐵酸鑭 Laa95Mga Q5Fe03 的結(jié)晶。
[0040]實(shí)施例3
[0041]步驟1，稱(chēng)取 9.72g 的 La(NO3)3.6H20、0.36915g 的 Mg(NO3)2^P 10.1g 的Fe (NO3)3.9H20固體粉末溶于1ml乙二醇中，將上述溶液倒入25ml的容量瓶中，加入甲醇至溶液體積等于25ml，溶液中金屬離子濃度達(dá)到IM ；
[0042]步驟2，選擇將聚甲基丙烯酸甲酯微球500nm作為模板，浸漬到步驟I制備的金屬醇溶液中，浸漬3h，待浸漬后對(duì)體系進(jìn)行抽濾處理，將留存在濾紙上的物質(zhì)在室溫20攝氏度下進(jìn)行干燥12h。
[0043]步驟3，將經(jīng)過(guò)步驟2處理的物質(zhì)進(jìn)行焙燒，自室溫20攝氏度升溫至580°C保溫3h后自然冷卻至室溫20攝氏度，控制升溫速度1°C /min,以保證PMMA微球模板的去除和鐵酸彌Laa9Mga和03的結(jié)晶。
[0044]實(shí)施例4
[0045]步驟I，稱(chēng)取 La (NO3) 3.6H20、Mg (NO3) 2和 Fe (NO 3) 3.9H20 固體粉末溶于 1ml 乙二醇中，將上述溶液倒入25ml的容量瓶中，加入甲醇至溶液體積等于25ml，溶液中金屬離子濃度達(dá)到1M，金屬鑭、金屬鎂和金屬鐵摩爾比滿足0.9:0.1:1 ；
[0046]步驟2，選擇將聚甲基丙烯酸甲酯微球500nm作為模板，浸漬到步驟I制備的金屬醇溶液中，浸漬4h，待浸漬后對(duì)體系進(jìn)行抽濾處理，將留存在濾紙上的物質(zhì)在室溫20攝氏度下進(jìn)行干燥12h。
[0047]步驟3，將經(jīng)過(guò)步驟2處理的物質(zhì)進(jìn)行焙燒，自室溫25攝氏度升溫至600°C保溫4h后自然冷卻至室溫20攝氏度，控制升溫速度2°C /min,以保證PMMA微球模板的去除和鐵酸彌Laa9Mga和03的結(jié)晶。
[0048]對(duì)本發(fā)明制備的金屬鎂摻雜的1^?603氣敏材料進(jìn)行表征如下:
[0049](I)XRD:通過(guò)Rigaku D/max-Ra型X射線衍射儀對(duì)制備的樣品進(jìn)行了表面物相分析，測(cè)試參數(shù)如下:采用CuKa射線源，使用波長(zhǎng)為λ =0.15418，測(cè)試電壓50kV，測(cè)試電流250mA，測(cè)試速度為4deg/min，選擇測(cè)試范圍為10°?80°。對(duì)樣品測(cè)試取得的XRD數(shù)據(jù)使用jade軟件進(jìn)行分析。
[0050](2)掃描:使用日立公司生產(chǎn)的S-4800型場(chǎng)發(fā)射電子掃描顯微鏡對(duì)樣品微觀表面形貌進(jìn)行觀察和拍攝。
[0051](3) EDS:使用 Genesis Xm2EDAX 來(lái)獲得并分析的。
[0052](4)氮吸附:通過(guò)Quantachrome AsiQ0V002_4對(duì)樣品進(jìn)行了氮吸附測(cè)試。吸附試驗(yàn)實(shí)驗(yàn)Gemini VII表面積和孔分布系統(tǒng)，在_196°C下進(jìn)行。利用氮吸附得到的平衡曲線，分布米用 Brunauer - Emmett - Teller (BET)和 Barrett - Joyner - Halenda(BJH)方法分析材料的比表面積以及孔分布。
[0053](5)氣敏性能測(cè)試:使用中科微納物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)有限公司研發(fā)的多功能精密傳感器測(cè)試儀(NS-4003系列)對(duì)甲醇、乙醇、丙酮蒸汽進(jìn)行測(cè)試。
[0054]將制備的PMMA微球模板，在掃描電子顯微鏡(S4800型)下進(jìn)行觀察，從附圖2中可以看到模板成型三維長(zhǎng)程有序性，并且PMMA微球平均粒徑可達(dá)200—500nm。經(jīng)過(guò)焙燒后得到的金屬鎂摻雜的1^?^3在電子掃描顯微鏡下觀察如圖3，制得的金屬鎂摻雜的LaFeO 3呈現(xiàn)三維長(zhǎng)程有序大孔結(jié)構(gòu)，孔內(nèi)部聯(lián)通，平均孔徑可達(dá)180— 260nm。
[0055]對(duì)制得的金屬鎂摻雜的LaFeO3進(jìn)行XRD物相分析，得到XRD圖譜如圖4中所示，在經(jīng)過(guò)焙燒之后，所得樣品均呈現(xiàn)為鈣鈦礦型的四方結(jié)構(gòu)，每一個(gè)峰都對(duì)完美應(yīng)于JCPDS卡片中N0.88-0641所對(duì)應(yīng)的LaFeO3峰位，并且沒(méi)有出現(xiàn)其他雜峰，這說(shuō)明使用本方法制得的樣品為純LaFeOjg。Mg 2+在制得樣品中以二價(jià)形式存在，順利摻入材料中。
[0056]比表面積是影響材料氣敏性能的另一個(gè)重要因素，對(duì)材料進(jìn)行氮吸附測(cè)試，得到材料的比表面積及孔分布如圖5所示，本發(fā)明制備的三維長(zhǎng)程有序大孔LaFeO3具有最大的比表面積，可達(dá)18 — 30m2/g。
[0057]對(duì)三維長(zhǎng)程有序大孔金屬鎂摻雜的LaFeO3進(jìn)行氣敏性能測(cè)試，如附圖6—9所示，在190°C是，材料表現(xiàn)出最高的響應(yīng)為146，其中SMf為無(wú)模板時(shí)制得材料對(duì)氣體的響應(yīng)，一方面說(shuō)明三維有序大孔結(jié)構(gòu)有利于提高材料的氣敏性能，另一方面說(shuō)明，較小的孔，較大的比表面積可以得到更好的氣敏性能。隨著甲醇濃度的增大，材料的響應(yīng)也隨著增大。而對(duì)不同氣體的響應(yīng)則體現(xiàn)了材料的選擇特異性，材料對(duì)甲醇的響應(yīng)要遠(yuǎn)高于對(duì)乙醇和丙酮的響應(yīng)，說(shuō)明材料具有良好的選擇性。材料在氣敏響應(yīng)過(guò)程中電子的動(dòng)態(tài)變化，可以看出，經(jīng)過(guò)三個(gè)循環(huán)，材料的性能依舊很好得到保持，穩(wěn)定性較好。
[0058]以上對(duì)本發(fā)明做了示例性的描述，應(yīng)該說(shuō)明的是，在不脫離本發(fā)明的核心的情況下，任何簡(jiǎn)單的變形、修改或者其他本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠不花費(fèi)創(chuàng)造性勞動(dòng)的等同替換均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.鎂摻雜三維有序大孔鐵酸鑭氣敏材料，其特征在于，鐵酸鑭氣敏材料為鈣鈦礦型的LaFeO3，金屬鎂以二價(jià)離子的形式摻入鐵酸鑭氣敏材料中，鐵酸鑭氣敏材料平均孔徑可達(dá)180—260nm，比表面積可達(dá)18—30m2/g，按照下述步驟進(jìn)行制備: 步驟UfLa(NO3)3.6H20、Mg(NO3)2和Fe (NO 3)3.9H20固體粉末溶于乙二醇中，再向乙二醇中加入甲醇，形成最終的金屬醇溶液，其中所述乙二醇和甲醇的體積比為2:3，所述金屬?gòu)?、金屬儀和金屬鐵摩爾比滿足(I一X):x:1，X大于O且小于I，例如0.02一0.15，所述金屬鑭、金屬鎂和金屬鐵的總量為IM ； 步驟2，選擇將聚甲基丙烯酸甲酯微球作為模板，浸漬到步驟I制備的金屬醇溶液中，待浸漬后對(duì)體系進(jìn)行抽濾處理，將留存在濾紙上的物質(zhì)在室溫20— 25攝氏度下進(jìn)行干燥； 步驟3，將經(jīng)過(guò)步驟2處理的物質(zhì)進(jìn)行焙燒，自室溫20— 25攝氏度升溫至550— 600 °C保溫I一6h后自然冷卻至室溫20— 25攝氏度，控制升溫速度I一2°C /min，以保證PMMA微球模板的去除和鐵酸鑭的結(jié)晶。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎂摻雜三維有序大孔鐵酸鑭氣敏材料，其特征在于，所述聚甲基丙烯酸甲酯微球?yàn)閱畏稚⒌募{米級(jí)微球，微球粒徑為200nm — 500nm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎂摻雜三維有序大孔鐵酸鑭氣敏材料，其特征在于，浸漬條件下室溫20— 25攝氏度下浸漬I一6h。
4.鎂摻雜三維有序大孔鐵酸鑭氣敏材料的制備方法，其特征在于，按照下述步驟進(jìn)行制備: 步驟UfLa(NO3)3.6H20、Mg(NO3)2和Fe (NO 3)3.9H20固體粉末溶于乙二醇中，再向乙二醇中加入甲醇，形成最終的金屬醇溶液，其中所述乙二醇和甲醇的體積比為2:3，所述金屬?gòu)?、金屬儀和金屬鐵摩爾比滿足(I一X):x:1，X大于O且小于I，例如0.02一0.15，所述金屬鑭、金屬鎂和金屬鐵的總量為IM ； 步驟2，選擇將聚甲基丙烯酸甲酯微球作為模板，浸漬到步驟I制備的金屬醇溶液中，待浸漬后對(duì)體系進(jìn)行抽濾處理，將留存在濾紙上的物質(zhì)在室溫20— 25攝氏度下進(jìn)行干燥； 步驟3，將經(jīng)過(guò)步驟2處理的物質(zhì)進(jìn)行焙燒，自室溫20— 25攝氏度升溫至550— 600 °C保溫I一6h后自然冷卻至室溫20— 25攝氏度，控制升溫速度I一2°C /min,以保證PMMA微球模板的去除和鐵酸鑭的結(jié)晶。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鎂摻雜三維有序大孔鐵酸鑭氣敏材料的制備方法，其特征在于，所述聚甲基丙烯酸甲酯微球?yàn)閱畏稚⒌募{米級(jí)微球，微球粒徑為200nm — 500nm。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鎂摻雜三維有序大孔鐵酸鑭氣敏材料的制備方法，其特征在于，浸漬條件下室溫20— 25攝氏度下浸漬I一6h。
【文檔編號(hào)】C01G49/00GK104478000SQ201410619248
【公開(kāi)日】2015年4月1日 申請(qǐng)日期:2014年11月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月5日
【發(fā)明者】秦健, 崔振鐸, 楊賢金, 朱勝利, 李朝陽(yáng), 梁硯琴 申請(qǐng)人:天津大學(xué)