CN112897588B - 一种铁酸钙复合铁酸锌气体传感材料、制备方法和应用 - Google Patents

一种铁酸钙复合铁酸锌气体传感材料、制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种铁酸钙复合铁酸锌气体传感材料、制备方法和应用，该气体传感材料的铁酸钙与铁酸锌复合的摩尔数之比为1∶0.6~1.67。制备方法是：将氯化钙、六水氯化铁按摩尔数比为1∶2，加入到乙醇和乙二醇混合溶液中，磁力搅拌至少20分钟，将铁酸锌粉末与铁酸钙按摩尔数比1∶0.6~1.67，加入到混合溶液中，磁力搅拌30分钟以上，将溶液转入反应釜，加热温度为140~180℃，保温10小时以上，冷却到室温，经固液分离、干燥、研磨。该气体传感材料用于检测异戊二烯气体浓度。本发明与纯铁酸锌或纯铁酸钙相比，用于检测异戊二烯气体时，提高了异戊二烯检测的灵敏度，降低了工作温度。

Description

一种铁酸钙复合铁酸锌气体传感材料、制备方法和应用
技术领域
本发明属于气体检测技术领域，具体涉及一种气体传感材料、该材料的制备方法和应用。
背景技术
ZnFe2O4（铁酸锌）是典型的n型金属氧化物半导体材料。ZnFe2O4是一种三元金属氧化物半导体材料，具有禁带宽度窄、电子传递快和光学性能优异等特点，被广泛应用于光催化剂，锂离子电池，气体传感器，光电化学装置，电子器件和微波吸收器等领域。但在气体检测中，工作温度高（>200℃），灵敏度低，选择性差，限制了ZnFe2O4在传感器领域中的应用。
文献“Mesoporous ZnFe2O4 prepared through hard template and its acetonesensing properties[J]”, Y.L. Wang, F.M. Liu, Q.Y. Zhang, Q.Y Yang, Y. Gao, P.Sun, T. Zhang, G.Y. Lu, Materials Letters. 183 (2016) 378–381. （“硬模板法制备介孔ZnFe2O4及其对丙酮的气敏性能”，Wang Yinglin，Materials Letters，第183期，第378–381页，2016年）记载：过硬模板法合成介孔结构的ZnFe2O4，该ZnFe2O4在最佳工作温度225°C下对100 ppm丙酮的灵敏度为11.6。
文献“Porous ZnFe2O4 nanorods with net-worked nanostructure for highlysensor response and fast response acetone gas sensor[J]”, L. Li, J. F. Tan,M. H. Dun, X. T. Huang, Sens. Actuators B Chem, 248 (2017) 85-91. （“具有网状结构的多孔ZnFe2O4纳米棒，对丙酮气体传感器表现出高灵敏度和快速的响应”，Li Long，孙建华，Sensors and Actuators B: Chemical，第248期，第85-91页，2017年），记载：以ZnFe2(C2O4)3前驱体为模板，通过简单的低温水热法合成多孔ZnFe2O4纳米棒，该ZnFe2O4纳米棒在260°C下对100 ppm丙酮的灵敏度为52.8。
异戊二烯是一种有毒有机化合物，严重危害人们的健康。异戊二烯检测一直困扰气体检测技术的一个难题，至今尚未开发出一种有效检测异戊二烯浓度的气体传感材料。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明所要解决的技术问题就是提供一种铁酸钙复合铁酸锌气体传感材料，它能有效检测异戊二烯气体，且能降低铁酸锌材料的工作温度。本发明还提供一种铁酸钙复合铁酸锌气体传感材料的制备方法和应用。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
本发明提供的一种铁酸钙复合铁酸锌气体传感材料，铁酸钙与铁酸锌复合的摩尔数之比为1∶（0.6~1.67）。
本发明还提供一种制备铁酸钙复合铁酸锌气体传感材料方法，包含以下步骤：
步骤1、将氯化钙、六水氯化铁按摩尔数比为1∶2，加入到乙醇和乙二醇混合溶液中，磁力搅拌至少20分钟，直到固体物完全溶解到溶液中；
步骤2、将铁酸锌粉末与铁酸钙按摩尔数比为1∶（0.6～1.67），加入到步骤1的混合溶液中，磁力搅拌至少30分钟，直到铁酸锌完全溶解到溶液中；
步骤3、将步骤2所得溶液转入反应釜，加热温度为140~180℃，保温10小时以上；反应结束后，冷却到室温；
步骤4、将步骤3所得产物进行固液分离、干燥、研磨，得到铁酸钙复合铁酸锌粉末。
本发明还提供另一种制备铁酸钙复合铁酸锌气体传感材料方法，包含以下步骤：
步骤1、将二水乙酸锌、六水氯化铁按摩尔数比为1∶2，加入到乙二醇和乙醇混合溶液中，磁力搅拌20分钟以上；
步骤2、将铁酸钙粉末与铁酸锌按摩尔数比为1∶（0.6～1.67），加入到步骤1的混合溶液中，磁力搅拌至少30分钟，直到铁酸钙完全溶解到溶液中；
步骤3、将步骤2所得溶液转入反应釜，加热温度为140~180℃，保温10小时以上；反应结束后，冷却到室温；
步骤4、将步骤3所得产物进行固液分离、干燥、研磨，得到铁酸钙复合铁酸锌粉末。
本发明还提供一种铁酸锌的制备方法，采用以下步骤：
步骤1）、将乙酸锌、六水氯化铁按摩尔数比为1∶2，加入到乙醇和乙二醇混合溶液中，磁力搅拌至少20分钟，直到固体物完全溶解到溶液中；
步骤2）、将步骤1）所得溶液转入反应釜，加热温度为140~180℃，保温10小时以上；反应结束后，冷却到室温；
步骤3）、将步骤2）所得产物进行固液分离、干燥、研磨，得到铁酸锌粉末。
本发明还提供一种铁酸钙的制备方法，采用以下步骤：
步骤（1）、将氯化钙、六水氯化铁的摩尔数比为1∶2，加入到乙醇和乙二醇混合溶液中，磁力搅拌至少20分钟，直到固体物完全溶解到溶液中；
步骤（2）、将步骤（1）所得溶液转入反应釜，加热温度为140~180℃保温10h以上，冷却到室温；
步骤（3）、将步骤（2）所得产物进行固液分离、干燥、研磨，得到铁酸钙粉末。
上述的铁酸钙复合铁酸锌气体传感材料用于检测异戊二烯气体浓度。
与纯铁酸钙、纯铁酸锌相比，本发明的优点是：用于检测异戊二烯时，提高了异戊二烯检测的灵敏度，又降低了工作温度。与现有已知的铁酸锌复合材料相比，本发明用于检测异戊二烯气体，提高了异戊二烯检测的灵敏度。
附图说明
本发明的附图说明如下：
图1为CaFe2O4、ZnFe2O4和CaFe2O4/ZnFe2O4样品的XRD图谱；
图2为CaFe2O4、ZnFe2O4和CaFe2O4/ZnFe2O4样品的红外光谱；
图3为CaFe2O4/ZnFe2O4-50%的XPS光谱；
（a）Fe 2p光谱，（b）Zn 2p光谱，（c）Ca 2p光谱；
图4为CaFe2O4/ZnFe2O4-30%、50%、70%的XPS O 1s光谱；
图5为CaFe2O4/ZnFe2O4-50%的SEM图像；
（a）5μm，（b）1μm，（c）500nm；
图6为CaFe2O4、ZnFe2O4和CaFe2O4/ZnFe2O4基气体传感器在不同工作温度下（100℃～350℃）下对30 ppm异戊二烯的灵敏度；
图7为CaFe2O4、ZnFe2O4和CaFe2O4/ZnFe2O4基气体传感器在各自最佳工作温度下对30 ppm不同目标气体的灵敏度；
图8为CaFe2O4、ZnFe2O4和CaFe2O4/ZnFe2O4-50%基气体传感器在其各自最佳温度下对15~70 ppm异戊二烯气体的动态响应恢复曲线；
图9为CaFe2O4/ZnFe2O4-50%基气体传感器在200℃下对30 ppm异戊二烯气体的响应恢复曲线；
图10为CaFe2O4/ZnFe2O4-50%基气体传感器在200℃下对30 ppm异戊二烯的9个周期响应-恢复曲线；
图11为CaFe2O4、ZnFe2O4和CaFe2O4/ZnFe2O4样品的紫外-可见光吸收光谱；
图12为CaFe2O4、ZnFe2O4和CaFe2O4/ZnFe2O4样品的光致发光光谱。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
实施例1（制备纯ZnFe2O4）
将1mmol二水乙酸锌、2 mmol六水氯化铁加入到8 ml乙二醇和30ml乙醇混合溶液中，磁力搅拌20分钟以上；转入反应釜，加热温度为180℃保温12h，冷却到室温，经固液分离、烘干、研磨，得到纯铁酸锌（ZnFe2O4）粉末。
实施例2（制备纯CaFe2O4）
将1mmol氯化钙、2 mmol六水氯化铁加入到10 ml乙二醇和30ml乙醇混合溶液中，磁力搅拌20分钟以上；转入反应釜，加热温度为180℃保温12h，冷却到室温，经固液分离、烘干、研磨，得到纯铁酸钙（CaFe2O4）粉末。
实施例3（铁酸钙∶铁酸锌=1∶1.67）
将0.6mmol氯化钙、1.2 mmol六水氯化铁加入到10 ml乙二醇和30ml乙醇混合溶液中，磁力搅拌20分钟以上；将1 mmol ZnFe2O4加入到上述溶液，磁力搅拌30分钟以上；转入反应釜，加热温度为160℃保温14h，冷却到室温，经固液分离、烘干、研磨，得到复合的摩尔比为1：1.67的铁酸钙复合铁酸锌粉末，将样品命名为CaFe2O4/ZnFe2O4-30%。
实施例4（铁酸钙∶铁酸锌=1:1）
将1mmol氯化钙、2 mmol六水氯化铁加入到10 ml乙二醇和30ml乙醇混合溶液中，磁力搅拌20分钟以上；将1 mmol ZnFe2O4加入到上述溶液，磁力搅拌30分钟以上；转入反应釜，加热温度为180℃保温10h，冷却到室温，经固液分离、烘干、研磨，得到复合的摩尔比为1：1的铁酸钙复合铁酸锌粉末，命名为CaFe2O4/ZnFe2O4-50%。
实施例5（铁酸钙∶铁酸锌=1:0.6）
将1mmol氯化钙、2 mmol六水氯化铁加入到10 ml乙二醇和30ml乙醇混合溶液中，磁力搅拌20分钟以上；将0.6 mmol ZnFe2O4加入到上述溶液，磁力搅拌30分钟以上；转入反应釜，加热温度为140℃保温16h，冷却到室温，经固液分离、烘干、研磨，得到复合的摩尔比为1：0.6的铁酸钙复合铁酸锌粉末，命名为CaFe2O4/ZnFe2O4-70%。
实施例6（铁酸锌∶铁酸钙=1:（0.6～1.67））
本实施例与实施例3、实施例4和实施例5不同的是：
将1mmol二水乙酸锌、2 mmol六水氯化铁加入到10 ml乙二醇和30ml乙醇混合溶液中，磁力搅拌20分钟以上；将0.6 mmol 、1 mmol 、1.67 mmol CaFe2O4分别加入到各自对应的铁酸锌溶液中，磁力搅拌30分钟以上；转入反应釜，加热温度为180℃保温10h，冷却到室温，经固液分离、烘干、研磨，得到复合的摩尔比为1∶0.6、1∶1、1∶1.67的三种铁酸钙复合铁酸锌粉末。
实施例7（制备纯ZnFe2O4）
本实施例与实施例1不同的是：
将1mmol二水乙酸锌、2 mmol六水氯化铁加入到8 ml乙二醇和30ml乙醇混合溶液中，磁力搅拌20分钟以上；转入反应釜，加热温度为140℃保温16h，冷却到室温，经固液分离、烘干、研磨，得到纯铁酸锌（ZnFe2O4）粉末。
实施例8（制备纯CaFe2O4）
本实施例与实施例2不同的是：
将1mmol氯化钙、2 mmol六水氯化铁加入到10 ml乙二醇和30ml乙醇混合溶液中，磁力搅拌20分钟以上；转入反应釜，加热温度为140℃保温20h，冷却到室温，经固液分离、烘干、研磨，得到纯铁酸钙（CaFe2O4）粉末。
样品表征
将实施例1、2制得的ZnFe2O4、CaFe2O4与实施例3～实施例5制得的CaFe2O4/ZnFe2O4特性作对比。
通过X射线衍射（XRD，Max-1200，日本）、扫描电子显微镜（SEM，JEOL model JSM-6490）、透射电子显微镜（TEM，JEM-2010）、N2 吸附-解析仪（ASAP 2020，美国）、UV（UV-2700）和X射线光电子光谱（XPS，Thermo ESCALAB 250，美国）对样品的晶相、形貌结构、比表面积和化学成分进行了表征。气敏性能由CGS-1TP仪器（中国北京艾利特公司）进行测试，气敏响应值定义为S=Ra/Rg（Ra、Rg分别为空气和测试气体中的传感器电阻），响应和恢复时间定义为测试气体进入和移除后响应变化达到稳定值的90%所需的时间。
图1为CaFe2O4、ZnFe2O4和CaFe2O4/ZnFe2O4样品的XRD图谱，图1中主要衍射峰2θ=25.48°，33.56°, 35.49°, 40.30°, 42.75°, 49.72°, 55.15°, 61.40°, 63.83°, 71.7°和 75.0°分别对应CaFe2O4的（220）, （320），（201），（131），（311）（401），（260），（170），（261），（322）和 （242）晶面（JCPDS：32-0168），主要衍射峰2θ=29.9o，35.2o，42.8o，53.1o，56.6o，62.2o和74.5o分别对应ZnFe2O4的 （220），（311），（400），（422），（511），（440）和（622）晶面（JCPDS：22-1012），表明成功的合成了CaFe2O4、ZnFe2O4纳米材料。明显地，在CaFe2O4/ZnFe2O4样品中同时出现了CaFe2O4、ZnFe2O4的主要衍射峰，且没有其他杂质峰，表明成功的复合了CaFe2O4/ZnFe2O4纳米材料。值得注意的是，随着CaFe2O4含量的增加，CaFe2O4/ZnFe2O4纳米复合材料中CaFe2O4的主要衍射峰增强，而ZnFe2O4的主要衍射峰则减弱。
图2为CaFe2O4、ZnFe2O4和CaFe2O4/ZnFe2O4样品的红外光谱图，位于3600-3300 cm-1和1650~1590 cm-1处的峰，表明-OH基团的存在和吸收的H2O分子；位于2347 cm-1处的反对称拉伸模式表明存在溶解的二氧化碳；位于590-540 cm-1和460~430 cm-1的峰归因于ZnFe2O4的Fe-O、Zn-O拉伸振动，位于690~500cm-1和498~480 cm-1的峰归因于CaFe2O4的Fe-O八面体拉伸振动、Ca-O指纹振动，与纯CaFe2O4、ZnFe2O4相比CaFe2O4/ZnFe2O4复合材料在480 cm-1和460 cm-1的峰宽增大，可以解释为同时出现了Fe-O、Zn-O、Ca-O的振动，表明CaFe2O4/ZnFe2O4复合成功。
XPS光谱用于表征CaFe2O4/ZnFe2O4样品的组成元素和化学价。图3（a）为CaFe2O4/ZnFe2O4-50%的XPS Fe 2p光谱，在710.70 eV和724.30 eV处的两个峰，分别对应于Fe 2p3/2和Fe 2p1/2，表明Fe的化学价为+3；图3（b）为CaFe2O4/ZnFe2O4-50%的XPS Zn 2p光谱，在1022.25 eV和1045.20 eV处的两个峰，分别对应于Zn 2p3/2和Zn 2p1/2，表明Zn的化学价为+2；图3（c）为CaFe2O4/ZnFe2O4-50%的XPS Ca 2p光谱，在347.64 eV和351.31 eV处的两个峰，分别对应于Ca 2p3/2和Ca 2p1/2，表明Ca的化学价为+2。图2中XPS的结果表明Ca离子被掺入到CaFe2O4/ZnFe2O4中，与图1的XRD图谱和图2的红外光谱分析结果一致。
图4为CaFe2O4/ZnFe2O4-30%、50%、70%的XPS O 1s光谱，在530.00±0.5 eV和532.00±0.5 eV分别显示了两种不同类型的氧（晶格氧和氧空位），从图4可以看出，CaFe2O4/ZnFe2O4-30%、CaFe2O4/ZnFe2O4-50%、CaFe2O4/ZnFe2O4-70%的氧空位占比分别为38.83%、66.70%、32.25%，结果表明随着Ca含量的增加，氧空位的占比先增加后降低，当样品为CaFe2O4/ZnFe2O4-50%时氧空位达到最大值（66.70%），高的氧空位占比会使传感材料表面活性增强，从而增强CaFe2O4/ZnFe2O4-50%材料的气敏性能。
图5为CaFe2O4/ZnFe2O4-50%的SEM图像。从图5（a）可以看出，成功地合成了大范围的、大小均匀的、具有规则结构的CaFe2O4/ZnFe2O4-50%复合材料；图5（b）发现CaFe2O4/ZnFe2O4-50%呈现出核桃形态，其尺寸约为400-500 nm，表面粗糙并且分布着大量的孔；图5（c）表明核桃状CaFe2O4/ZnFe2O4-50%由许多纳米颗粒组装而成的。
在图6中，测试了CaFe2O4、ZnFe2O4和CaFe2O4/ZnFe2O4基气体传感器在不同工作温度下（100℃～350℃）下对30 ppm异戊二烯的响应，从图6可以看出：CaFe2O4、ZnFe2O4和CaFe2O4/ZnFe2O4基气体传感器的灵敏度先增大后减小，分别在250℃、250℃、200℃达到最大响应。CaFe2O4、ZnFe2O4和CaFe2O4/ZnFe2O4基气体传感器在最佳温度（T）下对30 ppm异戊二烯的灵敏度（S）为：CaFe2O4（S=4.05，T=250℃）、ZnFe2O4（S=6.7，T=250℃）、CaFe2O4/ZnFe2O4-30%（S=14.5，T=200℃）、CaFe2O4/ZnFe2O4-50%（S=19.5，T=200℃）、CaFe2O4/ZnFe2O4-70%（S=8.5，T=200℃）。
图7为CaFe2O4、ZnFe2O4和CaFe2O4/ZnFe2O4基气体传感器在各自最佳工作温度下对30 ppm不同目标气体（异戊二烯、三乙胺、甲醛、氨气、硫化氢、一氧化碳）的灵敏度。与CaFe2O4、ZnFe2O4基气体传感器相比，CaFe2O4/ZnFe2O4基气体传感器对于每种目标气体均显示出较强的灵敏度，其中CaFe2O4/ZnFe2O4-50%基气体传感器最显著。可以看出：CaFe2O4/ZnFe2O4-50%基气体传感器对异戊二烯气体的灵敏度最大（灵敏度为19.50），表明CaFe2O4/ZnFe2O4-50%基气体传感器对异戊二烯气体具有很好的选择性。
图8为CaFe2O4、ZnFe2O4和CaFe2O4/ZnFe2O4-50%基气体传感器在其各自最佳温度下对15~70 ppm异戊二烯气体的动态响应恢复曲线，测试方式为：在100s时注射15 ppm异戊二烯，在300s时释放到空气中；在400s时又注射20ppm异戊二烯，在600s时释放到空气中；在700s时又注射25ppm异戊二烯依次进行。
CaFe2O4、ZnFe2O4和CaFe2O4/ZnFe2O4-50%基气体传感器的灵敏度对应为2.07、3.66、9.78（15 ppm），2.62、4.54、12.90（20 ppm），2.85、5.75、16.11（25 ppm），3.11、6.70、19.50（30 ppm），3.47、7.86、20.56（35 ppm），3.85、9.02、23.31（40 ppm），4.05、10.08、25.83（45ppm），4.230、11.37、28.19（50 ppm），4.59、12.38、30.73（55 ppm），5.61、16.22、40.34（70ppm）。基于以上结果，CaFe2O4/ZnFe2O4-50%基气体传感器在异戊二烯的各个浓度下都显著高于CaFe2O4、ZnFe2O4，表明复合CaFe2O4后能有效提高材料的灵敏度。
图9为CaFe2O4/ZnFe2O4-50%基气体传感器在200℃下对30 ppm异戊二烯气体的响应恢复曲线，测试步骤：在100s时注射异戊二烯气体，300s时释放到空气中，400s时结束采集。结果表明CaFe2O4/ZnFe2O4-50%在200℃下对30 ppm异戊二烯有快的响应恢复时间（124s，43 s）。
图10为CaFe2O4/ZnFe2O4-50%基气体传感器在200℃下对30 ppm异戊二烯的9个周期响应-恢复曲线，测试方式：通9次异戊二烯气体、再换9次空气。从图10可以看出：经过连续九个气敏测试，响应恢复特性几乎可以重复，并且灵敏度保持稳定，表明CaFe2O4/ZnFe2O4-50%基气体传感器具有良好的重复性和稳定性。
图11为CaFe2O4、ZnFe2O4和CaFe2O4/ZnFe2O4样品的紫外-可见光吸收光谱，通过截线法得到样品CaFe2O4、ZnFe2O4、CaFe2O4/ZnFe2O4-30%、CaFe2O4/ZnFe2O4-50%、CaFe2O4/ZnFe2O4-70%最大吸收波长分别698 nm、644 nm、669nm、683nm、660nm，与ZnFe2O4相对比，CaFe2O4/ZnFe2O4产生的吸收带发生红移现象，吸光范围向波长更长的可见光区移动，这表明复合CaFe2O4可使ZnFe2O4在可见光区域的吸光能力提高。根据最大吸收波长（截线法），可以估算CaFe2O4、ZnFe2O4、CaFe2O4/ZnFe2O4-30%、CaFe2O4/ZnFe2O4-50%、CaFe2O4/ZnFe2O4-70%的禁带宽度
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分别为1.78、1.93、1.85、1.82和1.87 eV，由此可见复合CaFe2O4降低了ZnFe2O4材料的禁带宽度，禁带宽度减小，电子跃迁到导带需要的能量降低，从而提高了ZnFe2O4气敏材料的气敏性能。
图12为CaFe2O4、ZnFe2O4和CaFe2O4/ZnFe2O4样品光致发光(PL)光谱（光致发光光谱主要用来说明电子-空穴的复合率程度），可以看出，5个样品的荧光主要出现在可见光区400~450 nm，复合CaFe2O4后荧光强度降低，表明电子-空穴复合速率降低，即载流子的分离效率增高。对比5个样品的发光强度CaFe2O4＞ZnFe2O4＞CaFe2O4/ZnFe2O4-70%＞CaFe2O4/ZnFe2O4-30%＞CaFe2O4/ZnFe2O4-50%，即：复合比为1:1时，具有最低的发光强度，表明CaFe2O4/ZnFe2O4-50%材料中具有最高的载流子分离效率，从而能引起电阻的剧烈改变，提高气敏性能，与气敏测试结果相符合。
结合气敏性能可以得到：当复合CaFe2O4后，ZnFe2O4材料的气敏性能得到了改善。这是因为：其一，CaFe2O4/ZnFe2O4-50%复合材料具有独特的形状结构和表面特征；其二，复合CaFe2O4后降低了禁带宽度和电子-空穴复合速率，有利于电子的跃迁和载流子的分离，同时产生了大量缺陷，从而拥有更多的氧空位，提高了材料的气敏性能；其三，CaFe2O4是p型半导体，ZnFe2O4是n型半导体，在水热合成的过程中，p-n异质结会在CaFe2O4和ZnFe2O4的界面生成，由于其功函数的差异导致电子迁移，在电子转移的过程中，德拜电子耗尽层在p-n异质结上产生。当载流子的转移达到动态平衡时，德拜电子耗尽层的厚度达到最大，引起气敏材料电阻的剧烈变化，提高了灵敏度。
综上所述，采用一步水热法制备了CaFe2O4/ZnFe2O4复合材料，并将制备的材料应用于气敏传感器中检测异戊二烯气体。结果表明，在200℃的最佳温度下，摩尔比为1:1 的CaFe2O4/ZnFe2O4复合材料对30ppm异戊二烯具有较高的灵敏度（19.50），快速的响应恢复时间（124 s,43 s），能作为异戊二烯气敏传感器的候选材料。

Claims (5)

1.一种铁酸钙复合铁酸锌气体传感材料的制备方法，其特征是：包括以下步骤：
步骤1、将氯化钙、六水氯化铁按摩尔数比为1∶2，加入到乙醇和乙二醇混合溶液中，磁力搅拌至少20分钟，直到固体物完全溶解到溶液中；
步骤2、将铁酸锌粉末与铁酸钙按摩尔数比为1∶（0.6～1.67），加入到步骤1的混合溶液中，磁力搅拌至少30分钟，直到铁酸锌完全溶解到溶液中；
步骤3、将步骤2所得溶液转入反应釜，加热温度为140~180℃，保温10小时以上；反应结束后，冷却到室温；
步骤4、将步骤3所得产物进行固液分离、干燥、研磨，得到铁酸钙复合铁酸锌粉末。
2.根据权利要求1所述的铁酸钙复合铁酸锌气体传感材料的制备方法，其特征是：在步骤2中，铁酸锌粉末与铁酸钙的摩尔数比为1∶1。
3.一种铁酸钙复合铁酸锌气体传感材料的制备方法，其特征是：包括以下步骤：
步骤1、将二水乙酸锌、六水氯化铁按摩尔数比为1∶2，加入到乙二醇和乙醇混合溶液中，磁力搅拌20分钟以上；
步骤2、将铁酸钙粉末与铁酸锌按摩尔数比为1∶（0.6～1.67），加入到步骤1的混合溶液中，磁力搅拌至少30分钟，直到铁酸钙完全溶解到溶液中；
步骤3、将步骤2所得溶液转入反应釜，加热温度为140~180℃，保温10小时以上；反应结束后，冷却到室温；
步骤4、将步骤3所得产物进行固液分离、干燥、研磨，得到铁酸钙复合铁酸锌粉末。
4.根据权利要求3所述的铁酸钙复合铁酸锌气体传感材料的制备方法，其特征是：在步骤2中，铁酸钙粉末与铁酸锌的摩尔数比为1∶1。
5.根据权利要求1至4任一制备方法所得的铁酸钙复合铁酸锌气体传感材料用于检测异戊二烯气体浓度。
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