CN108328649A - 一种硫掺杂二氧化锡纳米材料、气敏元器件及制备方法 - Google Patents

一种硫掺杂二氧化锡纳米材料、气敏元器件及制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种硫掺杂二氧化锡纳米材料，该材料通过水热法和化学气相沉积法制备，具体包括以下步骤：将结晶四氯化锡加入水和乙醇的混合液中，混合形成溶液a；加入盐酸，混合形成溶液b；向溶液b中加入聚乙烯吡咯烷酮，混合形成前驱体溶液c；将其加热、洗涤、烘干，得到二氧化锡纳米晶粉末，对该粉末进行退火反应；再与硫粉置于同一高温管式炉中，分开放置；抽真空，充入惰性气体，加热至400℃‑500℃，得到硫掺杂二氧化锡纳米材料，利用该纳米材料制备成气敏材料元器件。本发明具有方法简单、成本低廉、可工业化的优点，并且可以在低温下精准检测低浓度二氧化氮气体，在气敏材料领域具有开阔的应用前景。

Description

一种硫掺杂二氧化锡纳米材料、气敏元器件及制备方法
技术领域
本发明涉及金属氧化物气敏材料制备领域，具体涉及一种硫掺杂二氧化锡 纳米材料的制备方法和利用其制备的气敏材料元器件。
背景技术
SnO2是一种重要的半导体传感器材料，禁带宽度3.6eV，具有化学稳定性高、 制备廉价、应用便捷等优点，广泛用于各种工业废气以及有害气体的检测。通 常气敏材料的气敏性能例如工作温度、响应强度、响应时间、选择性等主要取 决于金属氧化物的微观形貌、晶面暴露以及界面调控，Wang等提出不同晶面的 气敏活性遵循以下规律：{211}>{111}≥{101}>{110}，他们指出高指数晶面 的活性来源于表面原子的不饱和配位。Sennik等报道了通过化学喷雾热解法合 成了F掺杂ZnO薄膜，他们认为F取代了部分氧原子或填入到氧空位中， 提高了载流子浓度和迁移率，更多的氧空位缺陷是对NO2气体响应提高的关 键。因此制备暴露单一晶面{221}的二氧化锡气敏材料以及提高二氧化锡表面氧 空位缺陷对于提高气敏性能具有很重要的意义。
目前工业上多采用贵金属修饰、构造异质结构、光照敏化等方法来制备二 氧化锡基半导体气敏材料，但是依然存在以下缺点，首先，工作温度过高，这 些气敏材料一般需要在200-400℃下才能正常工作，过高的温度会减少材料的使 用寿命，这极大限制了材料的使用场所与应用范围；同时，稳定性差，稳定性 是气敏材料最重要的性质之一，良好的稳定性是制备气敏材料首先要考虑的问 题；其次，选择性差，在实际的气体检测中，气敏材料自身的电子特性不仅受 待检测气体的影响，同时也会受到其他气体的影响，如果是在检测物理化学结 构性质相似的不同气体时，是很难区分的。
发明内容
为了克服上述缺陷，本发明提供了一种硫掺杂SnO2纳米材料的制备方法， 利用本发明所述的制备方法制备得到的SnO2纳米材料与现有的金属氧化物半 导体气敏材料制备方法相比，例如贵金属修饰、构造异质结构、光照敏化等方 法，具有工艺简单、成本低、可工业化的优点，并且可以在低温下精准检测低 浓度NO2，提高纳米材料的稳定性以及对不同气体的选择性。
本发明采用的技术方案为：
一种通过水热法和化学气相沉积法制备硫掺杂二氧化锡纳米材料的方法， 其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，将结晶四氯化锡加入水和乙醇的混合液中，进行超声混合，形成溶 液a；
步骤2，向所述溶液a中加入盐酸，进行超声混合，形成溶液b；
步骤3，向所述溶液b中加入聚乙烯吡咯烷酮，超声混合均匀，形成前驱体 溶液c；
步骤4，将所述前驱体溶液c加热、洗涤、烘干，得到二氧化锡纳米晶粉末；
步骤5，对所述二氧化锡纳米晶粉末进行退火反应；
步骤6，将退火后的所述二氧化锡纳米晶粉末与硫粉置于同一高温管式炉 中，分开放置；
步骤7，抽真空，充入惰性气体，加热至400℃-500℃，得到硫掺杂二氧化锡 纳米材料。
其中，在步骤1中，所述结晶四氯化锡为SnCl4·5H2O，加入量为1169mg， 水为10mL，乙醇为10mL，超声至完全溶解。
其中，在步骤2中，加入的盐酸的体积分数为36-38vt％，加入的量为1-3mL， 超声30-60min，在步骤3中，加入525-2100mg的聚乙烯吡咯烷酮，超声30-60min。
其中，将所述前驱体溶液c放入反应釜中，放入烘箱于200℃下反应10-14h， 之后自然降至室温。
其中，所述反应釜冷却至室温后，将所述反应釜中的产物用水和乙醇离心 洗涤3遍，之后置于80℃的烘箱中烘干。
其中，在步骤5中，将所述二氧化锡纳米晶粉末置于高温管式炉中于 300-500℃下退火1-3h。
其中，在步骤6中，将10mg退火后的所述二氧化锡纳米晶粉末置于一瓷舟中， 放置于高温管式炉加热区中心位置，将500-2000mg硫粉置于另一瓷舟中，放置 于同一高温管式炉中的加热区边缘位置；在步骤7中，通入的惰性气体为氩气或 氮气，温度控制在20-40min内升温至400℃-500℃，并保持20-60min，之后自然 冷却。
其次，本发明提供了一种根据上述的方法制备的硫掺杂二氧化锡纳米材料， 二氧化锡纳米晶暴露{221}晶面，粒径为300-500nm。
其中，所述硫掺杂二氧化锡纳米材料中掺杂有阴离子硫，掺杂硫的含量为1 wt％-5wt％。
再次，本发明提供一种气敏材料元器件，由上述硫掺杂二氧化锡纳米材料 制备，具体为将硫掺杂二氧化锡纳米材料溶于水或乙醇中，均匀地滴到两端带 有Au电极的陶瓷管上，在100-300℃下老化3-7天。
本发明的有益效果为：
本发明通过水热法合成了粒径为300-500nm的暴露单一晶面{221}的 SnO2八面体纳米晶，表面光洁，单分散性好，利用高温管式炉，在惰性气体保 护下，通过化学气相沉积方法将阴离子硫掺杂到了SnO2八面体纳米晶的晶格 中，同时保持其微观形貌和物相不变，在低温下对ppb级NO2气体表现出高 活性和优异的选择性。与目前市场上SnO2气敏材料的制备方法相比较，本发明 通过硫掺杂提高了SnO2表面氧空位以及活性氧组分的浓度，使其对NO2气体的灵 敏度、选择性等气敏性能均得到显著提高，并且可以实现80-150℃下的低温检测 二氧化氮气体，同时，方法简单、成本低廉、可工业化，在气敏材料领域具有 开阔的应用前景。
附图说明
图1为450℃下硫掺杂SnO2的SEM图像；
图2为未掺杂及450℃下硫掺杂SnO2纳米晶的XRD图谱；
图3为未掺杂及450℃下硫掺杂SnO2氧元素的XPS图谱；
图4为450℃下硫掺杂SnO2在100℃下对125ppb-1ppm NO2响应的气敏动态曲 线；
图5为450℃下硫掺杂SnO2对NO2气体的响应强度；
图6为加入NO2气体后450℃下硫掺杂SnO2响应时间；
图7为450℃下硫掺杂SnO2对不同气体的选择性。
具体实施方式
以下实施例中，结晶四氯化锡(SnCl4·5H2O，99wt％)购买于国药集团化 学试剂有限公司。聚乙烯吡咯烷酮(Polyvinylpyrrolidone，PVP，K23-K27)购 买于阿拉丁。升华硫(99.5wt％)购买于天津市福晨化学试剂厂。盐酸(36vt％ -38vt％)，无水乙醇(99.7vt％)购买于北京试剂。所有的试剂在使用前均未进 一步提纯。以上试剂仅为进一步说明实施例所用原料试剂，并不作为对保护范 围的进一步限定。
实施例1
将1169mg结晶四氯化锡(SnCl4·5H2O)加入10mL水和10mL乙醇的混合液 中，进行超声混合，形成溶液a。向所述溶液a中加入2mL盐酸，超声45min，形 成溶液b。向所述溶液b中加入1050mg聚乙烯吡咯烷酮，超声45min，形成浅粉色 澄清前驱体溶液c。将所述前驱体溶液c放入50mL反应釜中，放入烘箱于200℃ 下反应12h，之后自然降至室温，然后用超纯水和乙醇洗涤3次，离心机转速为 4000rmp，时间为8min。之后在真空烘箱中80℃条件下烘干，得到二氧化锡纳米 晶粉末，记为SnO2，将二氧化锡纳米晶粉末在400℃下进行退火2h；将10mg退火 后的二氧化锡纳米晶粉末置于瓷舟中，放置于高温管式炉加热区中心位置，将500mg硫粉置于另一瓷舟中，放置于同一高温管式炉中的加热区边缘位置；抽 真空，充入惰性气体氩气，温度控制在30min内升温至450℃，并保持40min， 之后自然冷却。得到450℃下硫掺杂的二氧化锡纳米材料，记为S450，如图1所 示，SEM电镜检测产品形貌，450℃下硫掺杂二氧化锡为八面体结构，表面光洁， 尺寸为300-500nm，单分散性较好，说明了450℃硫化温度并没有改变二氧化锡 材料的表观形貌以及尺寸。如图2所示，产物经X射线衍射鉴定显示未掺杂及 450℃下硫掺杂二氧化锡都对应金红石型SnO2，峰型尖锐，半峰宽窄，表现出良好的结晶性，说明硫元素以掺杂的形式进入到了SnO2的晶格中，并没有改变 二氧化锡的物相。如图3所示，产物经X-射线光电子能谱检测，可以看出450℃ 下硫掺杂样品降低了晶格氧的比例，同时提高了表面氧空位以及离子氧的浓度， 这对提高SnO2的气敏响应起到了正向效果。将未掺杂及450℃下硫掺杂二氧化锡 纳米材料溶于水，均匀地滴到两端带有Au电极的陶瓷管上，在200℃下老化3天， 制备成气敏材料元器件，并对材料进行气敏测试，显示样品在100℃下对125ppb -1ppm NO2的响应大小，450℃下硫掺杂二氧化锡相比于未掺杂的二氧化锡，不 仅提高了对NO2的电学响应，同时也大大提高了响应恢复速率，如图4所示。450℃下硫掺杂二氧化锡相比于未掺杂的二氧化锡，在相同的NO2浓度下的相应 强度、响应时间都有明显的改善，如图5、图6所示。对材料进行气体选择性测 试，显示450℃下硫掺杂SnO2在100℃下对不同气体的选择性更好，说明了 450℃下硫掺杂提高了二氧化锡纳米材料的选择性，如图7所示。
实施例2
将1169mg结晶四氯化锡加入10mL水和10mL乙醇的混合液中，进行超声混 合，形成溶液a。向所述溶液a中加入2mL盐酸，超声45min，形成溶液b。向所 述溶液b中加入1050mg聚乙烯吡咯烷酮，超声45min，形成浅粉色澄清前驱体溶 液c。将所述前驱体溶液c放入50mL反应釜中，放入烘箱于200℃下反应12h，之 后自然降至室温，然后用超纯水和乙醇洗涤3次，离心机转速为4000rmp，时间 为8min。之后在真空烘箱中80℃条件下烘干，得到二氧化锡纳米晶粉末，记为 SnO2，将二氧化锡纳米晶粉末在400℃下进行退火2h；将10mg退火后的二氧化 锡纳米晶粉末置于瓷舟中，放置于高温管式炉加热区中心位置，将500mg硫粉置 于另一瓷舟中，放置于同一高温管式炉中的加热区边缘位置；抽真空，充入惰 性气体氩气，温度控制在30min内升温至400℃，并保持40min，之后自然冷却。 得到400℃下硫掺杂的二氧化锡纳米材料，记为S400，SEM电镜检测产品形貌， 未掺杂及400℃下硫掺杂二氧化锡为八面体结构，表面光洁，尺寸为300-500nm， 单分散性较好，说明了400℃硫化温度并没有改变二氧化锡材料的表观形貌以及 尺寸。产物经X射线衍射鉴定显示未掺杂及400℃下硫掺杂二氧化锡都对应金红 石型SnO2，峰型尖锐，半峰宽窄，表现出良好的结晶性，说明硫元素以掺杂的 形式进入到了SnO2的晶格中，并没有改变二氧化锡的物相。产物经X-射线光电 子能谱检测，硫化后二氧化锡纳米材料中掺杂有阴离子硫，掺杂硫的含量为1 wt％-5wt％，同时可以看出400℃下硫掺杂样品降低了晶格氧的比例，同时提高 了表面氧空位以及离子氧的浓度，这对提高SnO2的气敏响应起到了正向效果。 将未掺杂及400℃下硫掺杂二氧化锡纳米材料溶于水，均匀地滴到两端带有Au 电极的陶瓷管上，在200℃下老化3天，制备成气敏材料元器件，并对材料进行 气敏测试，显示不同样品在80℃下对125ppb-1ppm NO2的响应大小，400℃ 下硫掺杂二氧化锡相比于未掺杂的二氧化锡，不仅提高了对NO2的电学响应， 同时也大大提高了响应恢复速率。400℃下硫掺杂二氧化锡相比于未掺杂的二氧 化锡，在相同的NO2浓度下的相应强度、响应时间以及恢复时间都有明显的改善。 对材料进行气体选择性测试，显示400℃下硫掺杂SnO2在100℃下对不同气体 的选择性更好，说明了400℃下硫掺杂提高了二氧化锡纳米材料的选择性。
实施例3
将1169mg结晶四氯化锡加入10mL水和10mL乙醇的混合液中，进行超声混 合，形成溶液a。向所述溶液a中加入2mL盐酸，超声45min，形成溶液b。向所 述溶液b中加入1050mg聚乙烯吡咯烷酮，超声45min，形成浅粉色澄清前驱体溶 液c。将所述前驱体溶液c放入50mL反应釜中，放入烘箱于200℃下反应12h，之 后自然降至室温，然后用超纯水和乙醇洗涤3次，离心机转速为4000rmp，时间 为8min。之后在真空烘箱中80℃条件下烘干，得到二氧化锡纳米晶粉末，记为 SnO2，将二氧化锡纳米晶粉末在400℃下进行退火2h；将10mg退火后的二氧化 锡纳米晶粉末置于瓷舟中，放置于高温管式炉加热区中心位置，将500mg硫粉 置于另一瓷舟中，放置于同一高温管式炉中的加热区边缘位置；抽真空，充入 惰性气体Ar气，温度控制在30min内升温至500℃，并保持40min，之后自然冷 却。得到500℃下硫掺杂的二氧化锡纳米材料，记为S500，SEM电镜检测产品 形貌，未掺杂及500℃下硫掺杂二氧化锡为八面体结构，表面光洁，尺寸为300-500 nm，单分散性较好，说明了500℃硫化温度并没有改变二氧化锡材料的表观形貌 以及尺寸。产物经X射线衍射鉴定显示未掺杂及500℃下硫掺杂二氧化锡都对应 金红石型SnO2，峰型尖锐，半峰宽窄，表现出良好的结晶性，说明硫元素以掺杂的形式进入到了SnO2的晶格中，并没有改变二氧化锡的物相。产物经X-射 线光电子能谱检测，硫化后二氧化锡纳米材料中掺杂有阴离子硫，掺杂硫的含 量为1wt％-5wt％，同时可以看出500℃下硫掺杂样品降低了晶格氧的比例，同 时提高了表面氧空位以及离子氧的浓度，这对提高SnO2的气敏响应起到了正向 效果。将未掺杂及500℃下硫掺杂二氧化锡纳米材料溶于水，均匀地滴到两端带 有Au电极的陶瓷管上，在200℃下老化3天，制备成气敏材料元器件，并对材料 进行气敏测试，显示不同样品在150℃下对125ppb-1ppm NO2的响应大小， 500℃下硫掺杂二氧化锡相比于未掺杂的二氧化锡，不仅提高了对NO2的电学 响应，同时也大大提高了响应恢复速率。500℃下硫掺杂二氧化锡相比于未掺杂 的二氧化锡，在相同的NO2浓度下的相应强度、响应时间以及恢复时间都有明显 的改善。对材料进行气体选择性测试，显示500℃下硫掺杂SnO2在150℃下对 不同气体的选择性更好，说明了500℃下硫掺杂提高了二氧化锡气敏材料的选择 性。
实施例4
将1169mg结晶四氯化锡加入10mL水和10mL乙醇的混合液中，进行超声混 合，形成溶液a。向所述溶液a中加入1mL盐酸，超声30min，形成溶液b。向所 述溶液b中加入525mg聚乙烯吡咯烷酮，超声30min，形成浅粉色澄清前驱体溶 液c。将所述前驱体溶液c放入50mL反应釜中，放入烘箱于200℃下反应10h，之 后自然降至室温，然后用超纯水和乙醇洗涤3次，离心机转速为4000rmp，时间 为8min。之后在真空烘箱中80℃条件下烘干，得到二氧化锡纳米晶粉末，记为 SnO2，将二氧化锡纳米晶粉末在300℃下进行退火3h；将10mg退火后的二氧化 锡纳米晶粉末置于瓷舟中，放置于高温管式炉加热区中心位置，将1000mg硫粉 置于另一瓷舟中，放置于同一高温管式炉中的加热区边缘位置；抽真空，充入 惰性气体氮气(N2)，温度控制在20min内升温至450℃，并保持20min，之后自 然冷却。得到硫掺杂的二氧化锡纳米材料，SEM电镜检测产品形貌，未掺杂及 硫掺杂二氧化锡为八面体结构，表面光洁，尺寸为300-500nm，单分散性较好； 产物经X射线衍射鉴定显示未掺杂及硫掺杂二氧化锡都对应金红石型SnO2，峰 型尖锐，半峰宽窄，表现出良好的结晶性，说明硫元素以掺杂的形式进入到了 SnO2的晶格中，并没有改变二氧化锡的物相；产物经X-射线光电子能谱检测， 硫化后二氧化锡纳米材料中掺杂有阴离子硫，掺杂硫的含量为1wt％-5wt％，同 时可以看出硫掺杂样品降低了晶格氧的比例，同时提高了表面氧空位以及离子 氧的浓度，这对提高SnO2的气敏响应起到了正向效果；将未掺杂及硫掺杂二氧 化锡纳米材料溶于乙醇，均匀地滴到两端带有Au电极的陶瓷管上，在100℃下老 化3天，制备成气敏材料元器件，并对材料进行气敏测试，显示硫掺杂二氧化锡 相比于未掺杂的二氧化锡，不仅提高了对NO2的电学响应，同时也大大提高了 相应强度、响应时间以及恢复时间。对材料进行气体选择性测试，显示硫掺杂 SnO2在100℃下对不同气体的选择性更好。
实施例5
将1169mg结晶四氯化锡加入10mL水和10mL乙醇的混合液中，进行超声混 合，形成溶液a。向所述溶液a中加入3mL盐酸，超声60min，形成溶液b。向所 述溶液b中加入2100mg聚乙烯吡咯烷酮，超声60min，形成浅粉色澄清前驱体溶 液c。将所述前驱体溶液c放入50mL反应釜中，放入烘箱于200℃下反应14h，之 后自然降至室温，然后用超纯水和乙醇洗涤3次，离心机转速为4000rmp，时间 为8min。之后在真空烘箱中80℃条件下烘干，得到二氧化锡纳米晶粉末，记为 SnO2，将二氧化锡纳米晶粉末在500℃下进行退火1h；将10mg退火后的二氧化 锡纳米晶粉末置于瓷舟中，放置于高温管式炉加热区中心位置，将2000mg硫粉 置于另一瓷舟中，放置于同一高温管式炉中的加热区边缘位置；抽真空，充入 惰性气体氮气，温度控制在40min内升温至450℃，并保持60min，之后自然冷 却。得到硫掺杂的二氧化锡纳米材料，SEM电镜检测产品形貌，未掺杂及硫掺 杂二氧化锡为八面体结构，表面光洁，尺寸为300-500nm，单分散性较好；产物 经X射线衍射鉴定显示未掺杂及硫掺杂二氧化锡都对应金红石型SnO2，峰型尖 锐，半峰宽窄，表现出良好的结晶性，说明硫元素以掺杂的形式进入到了SnO2的晶格中，并没有改变二氧化锡的物相；产物经X-射线光电子能谱检测，硫化 后二氧化锡纳米材料中掺杂有阴离子硫，掺杂硫的含量为1wt％-5wt％，同时可 以看出硫掺杂样品降低了晶格氧的比例，同时提高了表面氧空位以及离子氧的 浓度，这对提高SnO2的气敏响应起到了正向效果；将未掺杂及硫掺杂二氧化锡 纳米材料溶于乙醇，均匀地滴到两端带有Au电极的陶瓷管上，在300℃下老化5 天，制备成气敏材料元器件，并对材料进行气敏测试，显示硫掺杂二氧化锡相 比于未掺杂的二氧化锡，不仅提高了对NO2的电学响应，同时也大大提高了相 应强度、响应时间以及恢复时间。对材料进行气体选择性测试，显示硫掺杂SnO2在100℃下对不同气体的选择性更好。
本发明利用水热法制备暴露单一晶面的二氧化锡纳米晶，采用化学气相沉 积方法在400-500℃下对SnO2纳米晶进行原位硫掺杂，得到表面不同掺杂程度 的气敏样品，通过改变SnO2纳米晶表面氧空位以及活性氧组分的浓度，提高 其对二氧化氮气体的检测能力。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的 技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则 之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本发明的保护范围之 内。

Claims (10)

1.一种通过水热法和化学气相沉积法制备硫掺杂二氧化锡纳米材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，将结晶四氯化锡加入水和乙醇的混合液中，进行超声混合，形成溶液a；
步骤2，向所述溶液a中加入盐酸，进行超声混合，形成溶液b；
步骤3，向所述溶液b中加入聚乙烯吡咯烷酮，超声混合均匀，形成前驱体溶液c；
步骤4，将所述前驱体溶液c加热、洗涤、烘干，得到二氧化锡纳米晶粉末；
步骤5，对所述二氧化锡纳米晶粉末进行退火反应；
步骤6，将退火后的所述二氧化锡纳米晶粉末与硫粉置于同一高温管式炉中，分开放置；
步骤7，抽真空，充入惰性气体，加热至400℃-500℃，得到硫掺杂二氧化锡纳米材料。
2.根据权利要求1所述的制备硫掺杂二氧化锡纳米材料的方法，其特征在于，在步骤1中，所述结晶四氯化锡为SnCl4·5H2O，加入量为1169mg，水为10mL，乙醇为10mL，超声至完全溶解。
3.根据权利要求1所述的制备硫掺杂二氧化锡纳米材料的方法，其特征在于，在步骤2中，加入的盐酸的体积分数为36-38vt％，加入的量为1-3mL，超声30-60min，在步骤3中，加入525-2100mg的聚乙烯吡咯烷酮，超声30-60min。
4.根据权利要求1所述的制备硫掺杂二氧化锡纳米材料的方法，其特征在于，在步骤4中，将所述前驱体溶液c放入反应釜中，放入烘箱于200℃下反应10-14h，之后自然降至室温。
5.根据权利要求4所述的制备硫掺杂二氧化锡纳米材料的方法，其特征在于，所述反应釜冷却至室温后，将所述反应釜中的产物用水和乙醇离心洗涤3遍，之后置于80℃的烘箱中烘干。
6.根据权利要求1所述的制备硫掺杂二氧化锡纳米材料的方法，其特征在于，在步骤5中，将所述二氧化锡纳米晶粉末置于高温管式炉中于300-500℃下退火1-3h。
7.根据权利要求1所述的制备硫掺杂二氧化锡纳米材料的方法，其特征在于，在步骤6中，将10mg退火后的所述二氧化锡纳米晶粉末置于一瓷舟中，放置于高温管式炉加热区中心位置，将500-2000mg硫粉置于另一瓷舟中，放置于同一高温管式炉中的加热区边缘位置；在步骤7中，通入的惰性气体为氩气或氮气，温度控制在20-40min内升温至400℃-500℃，并保持20-60min，之后自然冷却。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法制备的硫掺杂二氧化锡纳米材料，其特征在于，二氧化锡纳米晶暴露{221}晶面，粒径为300-500nm。
9.根据权利要求8所述的硫掺杂二氧化锡纳米材料，其特征在于，所述硫掺杂二氧化锡纳米材料中掺杂有阴离子硫，掺杂硫的含量为1wt％-5wt％。
10.一种气敏材料元器件，由根据权利要求1至7中任一项所述的方法制备的硫掺杂二氧化锡纳米材料制备，其特征在于，将硫掺杂二氧化锡纳米材料溶于水或乙醇中，均匀地滴到两端带有Au电极的陶瓷管上，在100-300℃下老化3-7天。
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