專利名稱：帶有準(zhǔn)單晶TiO₂殼的Fe₂O₃/TiO₂類管狀納米結(jié)構(gòu)及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種具有對乙醇?xì)怏w較高敏感性的納米材料，本發(fā)明也涉及一種具有對乙醇?xì)怏w較高敏感性的納米材料的制備方法。
背景技術(shù)：
在納米材料廣泛應(yīng)用的今天，其具有的獨(dú)特的性質(zhì)在各個領(lǐng)域都發(fā)揮了重要的作用，尤其在傳感器方面，無論是光敏，熱敏，磁敏還是氣敏，研究學(xué)者們都在逐漸的重視納米材料。但是單一的納米結(jié)構(gòu)往往在應(yīng)用中有著一定的不足，所以近些年來，化學(xué)傳感器領(lǐng)域的學(xué)者們很關(guān)注一維的異質(zhì)納米結(jié)構(gòu)，因?yàn)榭梢栽诓牧系暮铣蛇^程中進(jìn)行操作以改變其敏感性和選擇性。比如具有核殼結(jié)構(gòu)且中空的納米材料，因?yàn)槠涮厥獾慕Y(jié)構(gòu)特點(diǎn)，可能會在催化領(lǐng)域，靶向給藥系統(tǒng)，以及光子晶體等領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用前景。Fe2O3納米材料可以應(yīng)用在氣體傳感方面，但是，單純的!^e2O3納米結(jié)構(gòu)雖然具有一定對乙醇?xì)怏w的敏感性，但是效果并不理想，在工作溫度低于270攝氏度時，其對氣體濃度小于等于500ppm時沒有任何響應(yīng)。并且在工作溫度為300攝氏度的時候?qū)σ掖細(xì)怏w濃度為500ppm的靈敏度值S也只有1. 5左右。所以如何提高!^e2O3的響應(yīng)靈敏度和降低工作溫度是目前的主要技術(shù)難題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種高乙醇?xì)怏w敏感性的帶有準(zhǔn)單晶TiA殼的
類管狀核殼納米結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的目的還在于提供一種操作簡單、適合于工業(yè)化生產(chǎn)的帶有準(zhǔn)單晶Tih殼的!^e2OZTiA類管狀核殼納米結(jié)構(gòu)的制備方法。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明的帶有準(zhǔn)單晶TW2殼的類管狀納米結(jié)構(gòu)是按照如下方法制備所得到的帶有準(zhǔn)單晶TiO2殼的狗203/1102類管狀納米結(jié)構(gòu)⑴每100毫升水中加入0. 05-0. 1克F^O3納米棒，攪拌使充分分散得F^O3水溶液；⑵取濃度為0. 0325M的 Ti (SO4) 2水溶液45-55毫升，緩慢滴入!^e2O3水溶液中，在滴定過程中保持溫度為， 滴定結(jié)束后保溫攪拌3個小時，然后停止攪拌在室溫下靜置2個小時，分離，沉淀物用蒸餾水和乙醇清洗，然后在空氣中干燥；(3)在360°C下，通入Ar/H2混合氣體處理6個小時，然后自然冷卻到室溫，繼續(xù)在空氣中加熱到500°C處理2個小時，冷卻到室溫之后再加熱到 600°C處理2個小時。本發(fā)明的帶有準(zhǔn)單晶TiO2殼的i^203/Ti02類管狀納米結(jié)構(gòu)是采用這樣的方法來制備的(1)每100毫升水中加入0. 05-0. 1克!^e2O3納米棒，攪拌使充分分散得!^e2O3水溶液；
(2)取濃度為0. 0325M的Ti (SO4)2水溶液45_55毫升，緩慢滴入Fii2O3水溶液中， 在滴定過程中保持溫度為^_32°C，滴定結(jié)束后保溫攪拌3個小時，然后停止攪拌在室溫下靜置2個小時，分離，沉淀物用蒸餾水和乙醇清洗，然后在空氣中干燥；(3)在360°C下，通入Ar/H2混合氣體處理6個小時，然后自然冷卻到室溫，繼續(xù)在空氣中加熱到500°C處理2個小時，冷卻到室溫之后再加熱到600°C處理2個小時。所述滴定用蠕動泵實(shí)現(xiàn)，蠕動泵的速度為1. 3轉(zhuǎn)/分鐘，滴定時間為1-2個小時。本發(fā)明提供了一種具有高乙醇?xì)怏w敏感性 ^203/ΤΜ2類管狀核殼納米結(jié)構(gòu)，其具有空心結(jié)構(gòu)以及核殼結(jié)構(gòu)。合成出的納米結(jié)構(gòu)新穎獨(dú)特，并且簡單易操作。獲得的產(chǎn)品具有對乙醇?xì)怏w較高的敏感性，以及較低的工作溫度等特點(diǎn)。在270攝氏度的工作溫度下，該產(chǎn)品的響應(yīng)靈敏度隨著氣體濃度增加而線性增大，在氣體濃度為500ppm下靈敏度達(dá)到了 19. 4，并且對乙醇?xì)怏w的檢測達(dá)到了 PPB(十億分之一)級別。


圖1帶有準(zhǔn)單晶TW2殼的Fe2OZTiA類管狀納米結(jié)構(gòu)的透射電鏡圖；圖2帶有準(zhǔn)單晶TW2殼的Fe2OZTiO2類管狀納米結(jié)構(gòu)的XRD圖譜；圖3帶有準(zhǔn)單晶TW2殼的Fe203/TiA類管狀納米結(jié)構(gòu)對乙醇?xì)怏w的響應(yīng)曲線。
具體實(shí)施例方式下面舉例對本發(fā)明做更詳細(xì)地描述實(shí)施例1 (1)向容器中加入100毫升水，然后加入0. 05克的!^e2O3納米棒，不停的攪拌使其充分分散。并且保持溶液處于攪拌狀態(tài)。(2)然后取45-55毫升Ti (SO4) 2水溶液，其物質(zhì)的量濃度為0. 0325M。將Ti (SO4)2 水溶液用蠕動泵緩慢滴入上述的I^e2O3水溶液中，蠕動泵的速度為1. 3轉(zhuǎn)/分鐘，滴定時間約為1-2個小時。且在滴定過程中保持混合溶液溫度為觀-32攝氏度。滴定結(jié)束后，將混合溶液在此溫度下繼續(xù)攪拌3個小時，然后停止攪拌在室溫下靜置2個小時。將沉淀物離心分離出來，并用蒸餾水和乙醇清洗幾次，然后在空氣中干燥。(3)將獲得的樣品在360攝氏度下，通入Ar/H2混合氣體處理6個小時，然后自然冷卻到室溫，繼續(xù)在空氣中加熱到500攝氏度處理兩個小時，冷卻到室溫之后再由600攝氏度處理兩個小時，這樣就合成了 ^203/ΤΜ2類管狀納米結(jié)構(gòu)。實(shí)施例2 (1)向容器中加入100毫升水，然后加入0. 075克的!^e2O3納米棒，不停的攪拌使其充分分散。并且保持溶液處于攪拌狀態(tài)。(2)然后取45-55毫升Ti (SO4) 2水溶液，其物質(zhì)的量濃度為0. 0325M。將Ti (SO4)2 水溶液用蠕動泵緩慢滴入上述的I^e2O3水溶液中，蠕動泵的速度為1. 3轉(zhuǎn)/分鐘，滴定時間約為1-2個小時。且在滴定過程中保持混合溶液溫度為觀-32攝氏度。滴定結(jié)束后，將混合溶液在此溫度下繼續(xù)攪拌3個小時，然后停止攪拌在室溫下靜置2個小時。將沉淀物離心分離出來，并用蒸餾水和乙醇清洗幾次，然后在空氣中干燥。(3)將獲得的樣品在360攝氏度下，通入Ar/H2混合氣體處理6個小時，然后自然冷卻到室溫，繼續(xù)在空氣中加熱到500攝氏度處理兩個小時，冷卻到室溫之后再由600攝氏度處理兩個小時，這樣就合成了 ^203/ΤΜ2類管狀納米結(jié)構(gòu)。實(shí)施例3 (1)向容器中加入100毫升水，然后加入0. 1克的F^O3納米棒，不停的攪拌使其充分分散。并且保持溶液處于攪拌狀態(tài)。(2)然后取45-55毫升Ti (SO4) 2水溶液，其物質(zhì)的量濃度為0. 0325M。將Ti (SO4)2 水溶液用蠕動泵緩慢滴入上述的I^e2O3水溶液中，蠕動泵的速度為1. 3轉(zhuǎn)/分鐘，滴定時間約為1-2個小時。且在滴定過程中保持混合溶液溫度為觀-32攝氏度。滴定結(jié)束后，將混合溶液在此溫度下繼續(xù)攪拌3個小時，然后停止攪拌在室溫下靜置2個小時。將沉淀物離心分離出來，并用蒸餾水和乙醇清洗幾次，然后在空氣中干燥。(3)將獲得的樣品在360攝氏度下，通入Ar/H2混合氣體處理6個小時，然后自然冷卻到室溫，繼續(xù)在空氣中加熱到500攝氏度處理兩個小時，冷卻到室溫之后再由600攝氏度處理兩個小時，這樣就合成了 ^203/ΤΜ2類管狀納米結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求
1.一種帶有準(zhǔn)單晶TiA殼的Fe203/TiA類管狀納米結(jié)構(gòu)，其特征是是按照如下方法制備所得到的帶有準(zhǔn)單晶TiA殼的Fe2OZTiA類管狀納米結(jié)構(gòu)(1)每100毫升水中加入0. 05-0. 1克F^O3納米棒，攪拌使充分分散得F^O3水溶液；⑵取濃度為0. 0325M的 Ti (SO4) 2水溶液45-55毫升，緩慢滴入!^e2O3水溶液中，在滴定過程中保持溫度為， 滴定結(jié)束后保溫攪拌3個小時，然后停止攪拌在室溫下靜置2個小時，分離，沉淀物用蒸餾水和乙醇清洗，然后在空氣中干燥；(3)在360°C下，通入Ar/H2混合氣體處理6個小時，然后自然冷卻到室溫，繼續(xù)在空氣中加熱到500°C處理2個小時，冷卻到室溫之后再加熱到 600°C處理2個小時。
2.一種帶有準(zhǔn)單晶TW2殼的Fe2OZTiA類管狀納米結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征是(1)每100毫升水中加入0.05-0. 1克狗203納米棒，攪拌使充分分散得狗203水溶液；(2)取濃度為0.0325M的Ti (SO4)2水溶液45-55毫升，緩慢滴入!^e2O3水溶液中，在滴定過程中保持溫度為^_32°C，滴定結(jié)束后保溫攪拌3個小時，然后停止攪拌在室溫下靜置 2個小時，分離，沉淀物用蒸餾水和乙醇清洗，然后在空氣中干燥；(3)在360°C下，通入ArM2混合氣體處理6個小時，然后自然冷卻到室溫，繼續(xù)在空氣中加熱到500°C處理2個小時，冷卻到室溫之后再加熱到600°C處理2個小時。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的帶有準(zhǔn)單晶TW2殼的Fe2OZTiA類管狀納米結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征是所述滴定用蠕動泵實(shí)現(xiàn)，蠕動泵的速度為1. 3轉(zhuǎn)/分鐘，滴定時間為1-2個小時。
全文摘要
本發(fā)明提供的是一種帶有準(zhǔn)單晶TiO2殼的Fe2O3/TiO2類管狀納米結(jié)構(gòu)及其制備方法。(1)每100毫升水中加入0.05-0.1克Fe2O3納米棒，攪拌使充分分散得Fe2O3水溶液；(2)取濃度為0.0325M的Ti(SO4)2水溶液45-55毫升，緩慢滴入Fe2O3水溶液中，在滴定過程中保持溫度為28-32℃，滴定結(jié)束后保溫攪拌3個小時，然后停止攪拌在室溫下靜置2個小時，分離，沉淀物用蒸餾水和乙醇清洗，然后在空氣中干燥；(3)在360℃下，通入Ar/H2混合氣體處理6個小時，然后自然冷卻到室溫，繼續(xù)在空氣中加熱到500℃處理2個小時，冷卻到室溫之后再加熱到600℃處理2個小時。合成出的納米結(jié)構(gòu)新穎獨(dú)特，并且簡單易操作。獲得的產(chǎn)品具有對乙醇?xì)怏w較高的敏感性，以及較低的工作溫度等特點(diǎn)。
文檔編號B82Y40/00GK102507860SQ20111030222
公開日2012年6月20日 申請日期2011年10月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月8日
發(fā)明者朱春玲, 王鐵石, 陳玉金, 馬楊 申請人:哈爾濱工程大學(xué)