本發(fā)明涉及一種納米片的制備方法及其檢測(cè)三甲胺的氣體傳感器的應(yīng)用，特別是涉及一種nimoo4/moo3納米片的制備方法及其三甲胺檢測(cè)應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、三甲胺(trimethylamine,tma)是一種重要的空氣污染物，其惡臭氣味主要來源于汽車尾氣、食品殘?jiān)团c牲畜有關(guān)的活動(dòng)。長期暴露于三甲胺可導(dǎo)致角膜損傷、皮膚損傷、呼吸刺激，并在吸入后可能導(dǎo)致肝臟、神經(jīng)和其他生理系統(tǒng)紊亂。國家職業(yè)安全與健康研究所建議三甲胺濃度為10ppm和15ppm時(shí)，暴露時(shí)間分別不超過10h和15min。此外，三甲胺已被公認(rèn)為疾病診斷和人類健康監(jiān)測(cè)的重要生物標(biāo)志物。例如，慢性腎臟疾病患者的呼出氣體中可以檢測(cè)到超過0.2ppm的三甲胺濃度。此外，三甲胺在海產(chǎn)品的降解過程中會(huì)釋放出來，其濃度可作為海產(chǎn)品運(yùn)輸過程中新鮮度的評(píng)價(jià)指標(biāo)。因此，檢測(cè)和測(cè)量三甲胺水平在環(huán)境監(jiān)測(cè)、食品安全、醫(yī)療診斷等方面至關(guān)重要。

2、金屬氧化物半導(dǎo)體(mos)氣體傳感器由于具有較低的成本和顯著的氣敏特性，成為廣泛商用的氣體傳感器，但其仍存在響應(yīng)較低、選擇性不佳、穩(wěn)定性差等缺點(diǎn)因此，開發(fā)一種靈敏，選擇性和高效的三甲胺傳感器是必不可少的。其中，moo3作為一種典型的層狀過渡金屬氧化物，由于其獨(dú)特的物理和化學(xué)性質(zhì)，可以檢測(cè)各種氣體，因此引起了人們?cè)絹碓蕉嗟呐d趣。值得注意的是，二維(2d)納米結(jié)構(gòu)具有顯著的優(yōu)勢(shì)，它促進(jìn)了氣體分子在大表面積上的擴(kuò)散，并創(chuàng)造了更廣泛的電子耗盡層，促進(jìn)了有害氣體的快速檢測(cè)。此外，通過結(jié)合兩種不同的半導(dǎo)體構(gòu)建異質(zhì)結(jié)構(gòu)會(huì)對(duì)各種過程產(chǎn)生顯著影響，包括氧吸附、催化活性和電荷轉(zhuǎn)移，從而顯著增強(qiáng)氣敏性能。因此，構(gòu)建涉及二維moo3納米材料和p型或n型mos的異質(zhì)結(jié)是克服傳感器在檢測(cè)特定氣體方面局限性的一種有希望的方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種nimoo4/moo3納米片的制備方法及其三甲胺檢測(cè)應(yīng)用，本發(fā)明通過兩步溶劑熱工藝路線在二維moo3納米片上生長nimoo4納米顆粒，構(gòu)建了精心設(shè)計(jì)的nimoo4/moo3異質(zhì)結(jié)構(gòu)。對(duì)三甲胺氣體表現(xiàn)出非常高的傳感響應(yīng)，優(yōu)異的選擇性和顯著的長期穩(wěn)定性，且最大的優(yōu)勢(shì)在于可高效，準(zhǔn)確檢測(cè)。

2、本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

3、一種nimoo4/moo3納米片的制備方法，所述方法的具體過程和步驟：

4、(1)稱取四水合鉬酸銨((nh4)6mo7o24·4h2o)，500℃煅燒2h，得到moo3前驅(qū)體；

5、(2)將上述制得moo3前驅(qū)體溶于h2o2(30％)中攪拌5min，再加入甲醇攪拌24h，并在室溫下超聲處理30min，隨后將溶液轉(zhuǎn)移入內(nèi)襯為聚四氟乙烯的不銹鋼高壓反應(yīng)釜中，置于烘箱加熱至180℃保溫12h，自然降溫后收集粉末，用去離子水和乙醇分別離心清洗3次后，將其保持60℃烘干備用；將前驅(qū)物直接放入馬弗爐內(nèi)升溫至400℃保持2h，即可獲得純moo3納米片材料；

6、(3)將上述獲得的moo3納米片分散于乙醇中，超聲處理1h，然后加入的六水合硝酸鎳(ni(no3)2·6h2o)和六亞甲基四胺(c6h12n4)，攪拌30min。然后將得到的混合物轉(zhuǎn)移到內(nèi)襯為聚四氟乙烯的不銹鋼高壓反應(yīng)釜中，在120℃下加熱4h。冷卻至室溫后，用去離子水和乙醇洗滌幾次，然后在60℃下干燥12h；

7、(4)將干燥后的產(chǎn)物放入干凈的坩堝中置入馬弗爐中，500℃煅燒2h，得到nimoo4/moo3納米片，將其保存在干燥器中以待進(jìn)行分析檢測(cè)。

8、一種nimoo4/moo3納米片對(duì)三甲胺檢測(cè)的應(yīng)用，所述nimoo4/moo3納米片材料作為氣體敏感材料制作氣體傳感器，用于三甲胺氣體的檢測(cè)，具有以下過程和步驟：

9、(1)將nimoo4/moo3納米片和無水乙醇混合研磨制成均勻的涂料，將其涂覆al2o3氧化鋁陶瓷管外壁上；

10、(2)將鎳-鉻合金加熱絲穿過al2o3氧化鋁陶瓷管，以此調(diào)節(jié)測(cè)試溫度；

11、(3)將陶瓷管的四根導(dǎo)電線和加熱絲的兩端分別焊接在六腳底座上，制得氣體傳感器元件；采用ws-30a氣敏測(cè)試儀，測(cè)試傳感器的氣體敏感特性。測(cè)試溫度為100～350℃。

12、本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和有益效果：

13、1.本發(fā)明通過兩步溶劑熱工藝路線在二維moo3納米片上生長nimoo4納米顆粒，構(gòu)建了精心設(shè)計(jì)的nimoo4/moo3異質(zhì)結(jié)構(gòu)。整個(gè)生產(chǎn)過程原材料成本低廉、工藝簡單、可控性高、制備周期短，制備的材料純度高、結(jié)晶好、適合大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)，并對(duì)三甲胺氣體表現(xiàn)出非常高的傳感響應(yīng)，優(yōu)異的選擇性和顯著的長期穩(wěn)定性，且最大的優(yōu)勢(shì)在于可高效，準(zhǔn)確檢測(cè)，這將為精確檢測(cè)復(fù)雜環(huán)境和空氣污染物的在線監(jiān)測(cè)提供一條簡便快捷的技術(shù)手段。

14、2.本發(fā)明以(nh4)6mo7o24·4h2o，ni(no3)2·6h2o和c6h12n4為原料，通過兩步溶劑熱法在二維moo3納米片上生長nimoo4納米顆粒，構(gòu)建了精心設(shè)計(jì)的nimoo4/moo3異質(zhì)結(jié)構(gòu)，一方面，nimoo4/moo3具有較大的比表面積，有利于氣體分子在材料表面的有效吸附；另一方面，nimoo4/moo3界面形成p-n異質(zhì)結(jié)，有效調(diào)節(jié)界面電位，從而使傳感器擁有更高的傳感能力性能。

15、3.本發(fā)明制作的nimoo4/moo3納米片氣體傳感器制作工藝簡單、成本低廉，適用于工業(yè)化批量生產(chǎn)，在食品安全監(jiān)測(cè)、智慧健康領(lǐng)域展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。

技術(shù)特征：

1.一種nimoo4/moo3納米片的制備方法，其特征在于，所述方法的具體過程和步驟：

2.一種nimoo4/moo3納米片對(duì)三甲胺檢測(cè)的應(yīng)用，其特征在于，所述nimoo4/moo3納米片材料作為氣體敏感材料制作氣體傳感器，用于三甲胺氣體的檢測(cè)，具有以下過程和步驟：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明一種NiMoO<subgt;4</subgt;/MoO<subgt;3</subgt;納米片的制備方法及其三甲胺檢測(cè)應(yīng)用，涉及一種NiMoO<subgt;4</subgt;/MoO<subgt;3</subgt;納米片的制備及其應(yīng)用，本發(fā)明通過簡單可控的兩步溶劑熱法制得NiMoO<subgt;4</subgt;/MoO<subgt;3</subgt;納米片，整個(gè)生產(chǎn)過程原材料成本低廉、工藝簡單、可控性高、制備周期短，制備的材料純度高、結(jié)晶好、適合大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。本發(fā)明制備的NiMoO<subgt;4</subgt;/MoO<subgt;3</subgt;納米片檢測(cè)三甲胺時(shí)具有良好的選擇性，不受丙酮、乙醇和氨等干擾氣體的影響，且具有較高的響應(yīng)，良好的響應(yīng)恢復(fù)速度和優(yōu)異的長期穩(wěn)定性，用于制備高效、精準(zhǔn)檢測(cè)三甲胺的氣體傳感器的應(yīng)用，使其在食品安全監(jiān)測(cè)、智慧健康領(lǐng)域展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。

技術(shù)研發(fā)人員：孟丹,何純,傘曉廣,李瑞祥,張磊,張?jiān)讫?br/>受保護(hù)的技術(shù)使用者：沈陽化工大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/11/14