本發(fā)明涉及氣敏材料領(lǐng)域，具體涉及氧化鋅和氧化錫復(fù)合的氣敏材料，該材料具有高氣敏性能，是一種一維納米復(fù)合金屬氧化物。

背景技術(shù)：

一維納米結(jié)構(gòu)指的是材料在空間三維取向上有一維長于納米尺度，一維納米材料的形貌比較多樣，據(jù)文獻(xiàn)[1]“Progress in Materials Science Volume 52，Issue 5，July 2007，Pages 699-913”中所述如納米線，納米管，納米帶，納米樹杈等均屬于一維納米形貌。一維氧化錫納米材料有較強(qiáng)的表面效應(yīng)和量子效應(yīng)，在高溫下結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，不宜團(tuán)聚，且對氣體的響應(yīng)溫度較低，靈敏度較高。通過不同的制備方法和制備參數(shù)可控制其晶體尺寸和形貌，結(jié)構(gòu)形貌的差異會引起氣敏性質(zhì)的不同。

目前文獻(xiàn)中報道的一維氧化物包括一維納米氧化錫、一維納米氧化鋅等。文獻(xiàn)[2]“Size-controllable one-dimensinal SnO2 nanocrystals：synthesis，growth mechanism，and gas sensing property，Phys.Chem.Chem.Phys.，2006，8，4874-4880”中通過微乳液法在240℃下反應(yīng)15小時得到了直徑在6～22nm的一維納米氧化錫。該氧化錫有較好的結(jié)晶度和良好的形貌。文獻(xiàn)[3]“一種氧化錫納米材料及其制備方法，北京化工大學(xué)，CN101941734A，2011年1月12日”制備了一種具有高氣敏性能的氧化錫納米材料。文獻(xiàn)[4]“Hydrothermal synthesis and gas sensing characters of ZnO nanorods，Sensors and Actuators B，2006，113(1)：526-531”中，通過鋅粉與十六烷基三甲基溴化銨在182℃ 下水熱24小時得到了約1μm長，直徑40～80nm的一維納米氧化鋅，該氧化鋅有較好的 結(jié)晶度和較短的恢復(fù)時間。文獻(xiàn)[5]“一種一維氧化鋅納米材料及其制備方法，北京化工大學(xué)，CN101591037A” 制備了一種具有高氣敏性能的氧化鋅納米材料，其合成方法步驟簡單易行，材料易得，低溫合成耗能少。然而，關(guān)于將氧化鋅和氧化錫復(fù)合的一維納米材料則少有報道。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種一維納米氧化鋅和氧化錫復(fù)合的氣敏材料及其制備方法，該復(fù)合材料具有高氣敏性能。

本發(fā)明的操作步驟如下：

一種一維納米復(fù)合金屬氧化物氣敏材料的制備方法，在攪拌的條件下，將堿水溶液加入到氯化鋅和氯化錫的混合溶液中，然后依次加入無水乙醇、表面活性劑進(jìn)行反應(yīng)，獲得氧化鋅和氧化錫的復(fù)合一維納米材料。

進(jìn)一步地，具體步驟如下：

A. 用去離子水配制0.05～0.5mol/L的氯化鋅溶液；

B. 用去離子水配制0.05～0.5mol/L的氯化錫溶液；

C. 將氫氧化鈉或氫氧化鉀溶于去離子水中配制0.5～3mol/L的堿水溶液；

D. 將步驟A所得氯化鋅溶液與步驟B所得氯化錫溶液按相等的金屬摩爾量混合均勻，得混合液Ⅰ；然后在攪拌下，將步驟C配制的堿水溶液緩慢滴加到氯化鋅和氯化錫的混合液Ⅰ中，得混合溶液Ⅱ，直至液Ⅱ中鋅離子與氫氧根離子的摩爾比為1∶5～8，錫離子與氫氧根離子的摩爾比為1∶5～8；按混合液Ⅱ的體積稱量等體積的無水乙醇并滴加至混合液Ⅱ中，并繼續(xù)磁力攪拌15～30分鐘，然后按每升混合液Ⅱ中加入2～4g表面活性劑計，將表面活性劑加入反應(yīng)器，攪拌溶解；密封反應(yīng)器，升溫至70～100℃溫度，恒溫反應(yīng)4～8小時，然后繼續(xù)升溫至200～240℃溫度，恒溫反應(yīng)20～40小時，自然冷卻到室溫，將產(chǎn)物過濾，以去離子水洗滌濾渣3～5次，再用無水乙醇洗滌3～5次后自然晾干，得到結(jié)晶度良好的一維納米復(fù)合氧化鋅氧化錫材料；

進(jìn)一步地，步驟D所述的表面活性劑是十四烷基三甲基溴化銨、十六烷基三甲基溴化銨或十六烷基三甲基氯化銨。

進(jìn)一步地，步驟A所得氯化鋅溶液的濃度為0.4mol/L。

進(jìn)一步地，步驟B所得氯化錫溶液的濃度為0.4mol/L。

進(jìn)一步地，步驟D中鋅離子與氫氧根離子的摩爾比為1:7，錫離子與氫氧根離子的摩爾比為1:7。

一種由所述的制備方法制備的一維納米復(fù)合金屬氧化物氣敏材料，所述材料為氧化鋅和氧化錫復(fù)合的一維納米材料，該材料的直徑小于300nm，長度小于8μm，形貌為納米樹杈或者納米棒狀。

本發(fā)明的有益效果是：合成方法步驟簡單易行，材料易得，低溫合成耗能少，易于工業(yè)化。所得材料的直徑小于300nm，長度小于8μm，形貌為納米樹杈或者納米棒狀。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明，但本發(fā)明不限于這些實(shí)例。

實(shí)施例1

A. 將氯化鋅用去離子水配制成為濃度為0.4mol/L的鋅鹽溶液，取20ml置于帶攪拌的反應(yīng)器中。

B. 用去離子水配制0.4mol/L的氯化錫溶液；

C. 將NaOH用去離子水配制成為濃度為2.0mol/L的NaOH溶液。

D. 將步驟A所得氯化鋅溶液與步驟B所得氯化錫溶液混合均勻，得混合液；然后在攪拌下，將步驟C配制的NaOH溶液緩慢滴加到所述氯化鋅和氯化錫的混合液中， 直至溶液中鋅離子與氫氧根離子的摩爾比為1∶7，錫離子與氫氧根離子的摩爾比為1∶7，按混合溶液體積稱量等體積的無水乙醇與反應(yīng)液混合，并繼續(xù)磁力攪拌15分鐘，以每升3g的濃度加入適量的十六烷基三甲基溴化銨，攪拌溶解；密封反應(yīng)器，在80℃溫度下反應(yīng)5小時，然后繼續(xù)升溫至240℃，恒溫反應(yīng)30小時，自然冷卻到室溫，將產(chǎn)物過濾，以去離子水洗滌5次，再用無水乙醇洗滌5次后自然晾干，得到結(jié)晶度良好的一維納米復(fù)合氧化鋅氧化錫材料。

實(shí)施例2

A. 將氯化鋅用去離子水配制成為濃度為0.2mol/L的鋅鹽溶液，取20ml置于帶攪拌的反應(yīng)器中；

B. 用去離子水配制0.2mol/L的氯化錫溶液；

C. 將NaOH用去離子水配制成為濃度為1.0mol/L的NaOH溶液。

D. 將步驟A所得氯化鋅溶液與步驟B所得氯化錫溶液混合均勻，得混合液；然后在攪拌下，將步驟C配制的NaOH溶液緩慢滴加到所述氯化鋅和氯化錫的混合液中， 直至溶液中鋅離子與氫氧根離子的摩爾比為1∶6，錫離子與氫氧根離子的摩爾比為1∶6，按混合溶液體積稱量等體積的無水乙醇與反應(yīng)液混合，并繼續(xù)磁力攪拌20分鐘，以每升2.4g的濃度加入適量的十四烷基三甲基溴化銨，攪拌溶解；密封反應(yīng)器，在90℃溫度下反應(yīng)4小時，然后繼續(xù)升溫至200℃，恒溫反應(yīng)40小時，自然冷卻到室溫，將產(chǎn)物過濾，以去離子水洗滌3次，再用無水乙醇洗滌3次后自然晾干，得到結(jié)晶度良好的一維納米復(fù)合氧化鋅氧化錫材料。

實(shí)施例3

A. 將氯化鋅用去離子水配制成為濃度為0.3mol/L的鋅鹽溶液，取20ml置于帶攪拌的反應(yīng)器中；

B. 用去離子水配制0.3mol/L的氯化錫溶液；

C. 將NaOH用去離子水配制成為濃度為3.0mol/L的NaOH溶液。

D. 將步驟A所得氯化鋅溶液與步驟B所得氯化錫溶液混合均勻，得混合液；然后在攪拌下，將步驟C配制的NaOH溶液緩慢滴加到所述氯化鋅和氯化錫的混合液中， 直至溶液中鋅離子與氫氧根離子的摩爾比為1∶8，錫離子與氫氧根離子的摩爾比為1∶8，按混合溶液體積稱量等體積的無水乙醇與反應(yīng)液混合，并繼續(xù)磁力攪拌30分鐘，以每升3.5g的濃度加入適量的十六烷基三甲基氯化銨，攪拌溶解；密封反應(yīng)器，在85℃溫度下反應(yīng)4.5小時，然后繼續(xù)升溫至210℃，恒溫反應(yīng)38小時，自然冷卻到室溫，將產(chǎn)物過濾，以去離子水洗滌3次，再用無水乙醇洗滌3次后自然晾干，得到結(jié)晶度良好的一維納米復(fù)合氧化鋅氧化錫材料。