本申請涉及傳感器，特別是涉及一種金屬有機框架衍生鐵-銪氧化物材料及其制備方法、應(yīng)用和氣體傳感器。

背景技術(shù)：

1、室內(nèi)環(huán)境污染物中有害氣體包括甲醛、苯系物和氨等，例如長期暴露在含有甲醛氣體的環(huán)境中會對人體健康造成影響。傳統(tǒng)技術(shù)中，采用金屬氧化物半導(dǎo)體電阻式傳感器檢測環(huán)境中的甲醛濃度，但是由氧化鋅、二氧化錫等材料制備的氣敏材料，在檢測過程中容易受到其他氣體干擾，導(dǎo)致甲醛的檢測濃度準(zhǔn)確度差，難以實現(xiàn)低濃度甲醛的檢測。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、基于此，本申請一實施例提供了一種能夠準(zhǔn)確檢測甲醛濃度的金屬有機框架衍生鐵-銪氧化物材料及其制備方法、應(yīng)用和氣體傳感器。

2、第一方面，本申請?zhí)峁┝艘环N金屬有機框架衍生鐵-銪氧化物材料，所述金屬有機框架衍生鐵-銪氧化物材料包括金屬有機框架衍生鐵氧化物，以及摻雜于所述金屬有機框架衍生鐵氧化物中的氧化銪，所述金屬有機框架衍生鐵-銪氧化物材料的材料形貌包括八面體結(jié)構(gòu)。

3、在一些實施方式中，所述金屬有機框架衍生鐵-銪氧化物材料中鐵元素和銪元素的摩爾比為（0.85~2.6）：1。

4、在一些實施方式中，所述金屬有機框架衍生鐵-銪氧化物材料中鐵元素的質(zhì)量占比為30%~40%。

5、在一些實施方式中，所述金屬有機框架衍生鐵-銪氧化物材料中銪元素的質(zhì)量占比為40%~50%。

6、在一些實施方式中，所述金屬有機框架衍生鐵-銪氧化物材料的體積平均粒徑dv50為100nm~800nm。

7、第二方面，本申請?zhí)峁┝艘环N金屬有機框架衍生鐵-銪氧化物材料的制備方法，所述制備方法包括：

8、提供包含fe基金屬有機骨架材料的第一溶液；

9、將銪源與所述第一溶液混合，陳化后得到中間體材料；

10、對所述中間體材料進行煅燒后，制備得到所述金屬有機框架衍生鐵-銪氧化物材料。

11、在一些實施方式中，所述fe基金屬有機骨架材料中含有的有機配體包括對苯二甲酸基團、偏苯三甲酸基團、2-氨基對苯二甲酸基團和2-羥基對苯二甲酸基團中的至少一種。

12、在一些實施方式中，所述銪源包括eucl3·6h2o、eu2(co3)3和eu(no3)3·6h2o中的至少一種。

13、在一些實施方式中，所述fe基金屬有機骨架材料中鐵元素與所述銪源中銪元素的摩爾比為（0.85~2.6）：1。

14、在一些實施方式中，所述銪源的摩爾濃度為0.025mol/l~0.075mol/l。

15、在一些實施方式中，所述fe基金屬有機骨架材料的摩爾濃度為0.06mol/l~0.07mol/l。

16、在一些實施方式中，所述陳化的溫度為20℃~40℃，時間為10h~15h。

17、在一些實施方式中，所述煅燒的溫度為300℃~400℃，時間為0.5h~1.5h。

18、在一些實施方式中，所述fe基金屬有機骨架材料的制備方法包括：

19、提供包含配體材料和鐵源的第二溶液，水熱反應(yīng)后得到所述的fe基金屬有機骨架材料。

20、可選地，所述配體材料包括對苯二甲酸、偏苯三甲酸、2-氨基對苯二甲酸和2-羥基對苯二甲酸中的至少一種；進一步可選地，所述配體材料包括苯二甲酸和偏苯三甲酸，所述苯二甲酸和所述偏苯三甲酸的摩爾比為（2~2.5）:1。

21、可選地，所述鐵源包括fecl3·6h2o。

22、可選地，所述水熱反應(yīng)的溫度為100℃~150℃，時間為20h~30h。

23、第三方面，本申請?zhí)峁┝艘环N如第一方面所述的金屬有機框架衍生鐵-銪氧化物材料在制備氣體傳感器中的應(yīng)用。

24、第四方面，本申請?zhí)峁┝艘环N氣體傳感器，所述氣體傳感器包括依次層疊設(shè)置的襯底、加熱板、叉指電極和氣敏材料層，所述氣敏材料層包括如第一方面所述的金屬有機框架衍生鐵-銪氧化物材料和/或如第二方面所述的金屬有機框架衍生鐵-銪氧化物材料的制備方法制備得到的金屬有機框架衍生鐵-銪氧化物材料。

25、在一些實施方式中，所述氣體傳感器還包括設(shè)置于所述氣敏材料層表面的共價有機框架材料層。

26、可選地，所述共價有機框架材料層的材料包含共價有機材料，所述共價有機材料中含有的節(jié)點基團包括tp，連接基團包括ma。

27、與傳統(tǒng)技術(shù)相比，本申請至少具有如下有益效果：

28、本申請采用包括八面體結(jié)構(gòu)形貌的金屬有機框架衍生鐵-銪氧化物材料，具有良好結(jié)晶度，使氣敏材料有較大的比表面積和較多的活性位點，從而具有靈敏度高和響應(yīng)恢復(fù)快等特點，能夠準(zhǔn)確檢測低甲醛濃度，且不易受其他氣體干擾。同時三維結(jié)構(gòu)能夠保持良好的分散性和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，有利于器件的長期工作穩(wěn)定性。

技術(shù)特征：

1.一種金屬有機框架衍生鐵-銪氧化物材料，其特征在于，所述金屬有機框架衍生鐵-銪氧化物材料包括金屬有機框架衍生鐵氧化物，以及摻雜于所述金屬有機框架衍生鐵氧化物中的氧化銪，所述金屬有機框架衍生鐵-銪氧化物材料的材料形貌包括八面體結(jié)構(gòu)。

2.如權(quán)利要求1所述的金屬有機框架衍生鐵-銪氧化物材料，其特征在于，所述金屬有機框架衍生鐵-銪氧化物材料滿足如下條件中的至少一個：

3.一種金屬有機框架衍生鐵-銪氧化物材料的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括：

4.如權(quán)利要求3所述的金屬有機框架衍生鐵-銪氧化物材料的制備方法，其特征在于，所述的金屬有機框架衍生鐵-銪氧化物材料的制備方法滿足如下條件中的至少一個：

5.如權(quán)利要求3所述的金屬有機框架衍生鐵-銪氧化物材料的制備方法，其特征在于，所述的金屬有機框架衍生鐵-銪氧化物材料的制備方法還滿足如下條件中的至少一個：

6.如權(quán)利要求3所述的金屬有機框架衍生鐵-銪氧化物材料的制備方法，其特征在于，所述的金屬有機框架衍生鐵-銪氧化物材料的制備方法還滿足如下條件中的至少一個：

7.如權(quán)利要求3-6任一項所述的金屬有機框架衍生鐵-銪氧化物材料的制備方法，其特征在于，所述fe基金屬有機骨架材料的制備方法包括：

8.一種權(quán)利要求1或2所述的金屬有機框架衍生鐵-銪氧化物材料在制備氣體傳感器中的應(yīng)用。

9.一種氣體傳感器，其特征在于，所述氣體傳感器包括依次層疊設(shè)置的襯底、加熱板、叉指電極和氣敏材料層，所述氣敏材料層包括權(quán)利要求1或2所述的金屬有機框架衍生鐵-銪氧化物材料和/或權(quán)利要求3~7任一項所述的金屬有機框架衍生鐵-銪氧化物材料的制備方法制備得到的金屬有機框架衍生鐵-銪氧化物材料。

10.如權(quán)利要求9所述的氣體傳感器，其特征在于，所述氣體傳感器還包括設(shè)置于所述氣敏材料層表面的共價有機框架材料層；

技術(shù)總結(jié)
本申請涉及傳感器技術(shù)領(lǐng)域，提供了一種金屬有機框架衍生鐵?銪氧化物材料及其制備方法、應(yīng)用和氣體傳感器，金屬有機框架衍生鐵?銪氧化物材料包括金屬有機框架衍生鐵氧化物，以及摻雜于金屬有機框架衍生鐵氧化物中的氧化銪，金屬有機框架衍生鐵?銪氧化物材料的材料形貌包括八面體結(jié)構(gòu)。本申請金屬有機框架衍生鐵?銪氧化物材料對甲醛具有靈敏度高和響應(yīng)恢復(fù)快等特點。

技術(shù)研發(fā)人員：趙繼光,趙亮,何毅,王志明,田兵,尹旭,張佳明,關(guān)志華,劉勝榮,劉仲,王鶴,聶少雄,駱柏鋒,蔡國源
受保護的技術(shù)使用者：南方電網(wǎng)數(shù)字電網(wǎng)研究院股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9