CN113149065B - 一种酸性刻蚀SnO2-RGA气凝胶的制备方法 - Google Patents

一种酸性刻蚀SnO2-RGA气凝胶的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113149065B
CN113149065B CN202110260688.7A CN202110260688A CN113149065B CN 113149065 B CN113149065 B CN 113149065B CN 202110260688 A CN202110260688 A CN 202110260688A CN 113149065 B CN113149065 B CN 113149065B
Authority
CN
China
Prior art keywords
sno
acid
rga
preparation
temperature
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202110260688.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113149065A (zh
Inventor
沈晓冬
严文倩
崔升
李明珠
陈震锴
张沁怡
陈香凝
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Suqian Advanced Materials Institute Of Nanjing Tech University
Nanjing Tech University
Original Assignee
Suqian Advanced Materials Institute Of Nanjing Tech University
Nanjing Tech University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Suqian Advanced Materials Institute Of Nanjing Tech University, Nanjing Tech University filed Critical Suqian Advanced Materials Institute Of Nanjing Tech University
Priority to CN202110260688.7A priority Critical patent/CN113149065B/zh
Publication of CN113149065A publication Critical patent/CN113149065A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113149065B publication Critical patent/CN113149065B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G19/00—Compounds of tin
    • C01G19/02—Oxides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J13/00—Colloid chemistry, e.g. the production of colloidal materials or their solutions, not otherwise provided for; Making microcapsules or microballoons
    • B01J13/0091—Preparation of aerogels, e.g. xerogels
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
    • C01B32/15—Nano-sized carbon materials
    • C01B32/182—Graphene
    • C01B32/184—Preparation
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
    • G01N27/04—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance
    • G01N27/12—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance of a solid body in dependence upon absorption of a fluid; of a solid body in dependence upon reaction with a fluid, for detecting components in the fluid
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
    • G01N27/04—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance
    • G01N27/12—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance of a solid body in dependence upon absorption of a fluid; of a solid body in dependence upon reaction with a fluid, for detecting components in the fluid
    • G01N27/125—Composition of the body, e.g. the composition of its sensitive layer
    • G01N27/126—Composition of the body, e.g. the composition of its sensitive layer comprising organic polymers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
    • G01N27/04—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance
    • G01N27/12—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance of a solid body in dependence upon absorption of a fluid; of a solid body in dependence upon reaction with a fluid, for detecting components in the fluid
    • G01N27/125—Composition of the body, e.g. the composition of its sensitive layer
    • G01N27/127—Composition of the body, e.g. the composition of its sensitive layer comprising nanoparticles
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/80—Particles consisting of a mixture of two or more inorganic phases
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/10—Solid density
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/12—Surface area

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)

Abstract

本发明属于纳米多孔半导体材料的制备工艺领域，涉及一种高响应度、高孔隙率和高比表面积的酸性刻蚀SnO2‑RGA气凝胶的制备方法。本发明采用水热法对金属氧化物进行晶型转变，再与石墨烯气凝胶进行交联，反应彻底，所得的材料灵敏度高；所制备的材料使用石墨烯气凝胶作为载体，酸性刻蚀后的SnO2负载于其三维网络结构上，形成p‑n异质结调控禁带宽度，可降低工作温度，提高材料整体的灵敏度和回复率。制得的酸性刻蚀SnO2‑RGO气凝胶密度为0.24～0.31g/cm3，比表面积为158～196m2/g，对0.5ppm乙醇的响应度为1.12～1.6，响应时间为24～45s。

Description

一种酸性刻蚀SnO2-RGA气凝胶的制备方法
技术领域
本发明属于纳米多孔半导体材料的制备工艺领域，涉及一种高响应度、高孔 隙率和高比表面积的酸性刻蚀SnO2-RGA气凝胶的制备方法。
背景技术
作为一种具有高比表面积的三维网络状材料，石墨烯气凝胶可被用于承载纳 米级的金属氧化物颗粒。金属氧化物SnO2是一种典型的n型宽禁带半导体，其 在300K温度下的能带隙为3.6eV，是作为气敏材料的主要选择之一。将SnO2负载于石墨烯气凝胶的网络结构中，形成一个全新的p-n异质结，实现禁带宽度 的有效操控，已成为现代传感材料的研究热点。
沙特阿拉伯纳吉兰大学的AhmadUmar等人将SnO在氧气中煅烧得到十字 交叉状的SnO2，降低了材料的禁带宽度(3.33eV)，因此此类SnO2在400℃下 对100ppm的乙醇响应可达到107.5。但由于纯的金属氧化物单质，它的电阻非 常大，所以导致需要非常高的测试温度，这在实际操作过程中会有困难。且纯的 金属氧化物粉体材料比表面积较小，难以在其表面吸附更多的气体分子，对灵敏 度也有影响。
因此，提高材料的比表面积以及降低材料的工作温度，对于传感材料也十分 重要，晶型的改变在一定程度上能产生更多的缺陷，降低表面活化能，担任需要 高比表面积的材料进行协同合作，这才是制备出一种具有高灵敏度、高恢复性能 以及高循环率气敏材料的研究目的。
发明内容
本发明的目的是为了改进现有技术的不足而提供了一种酸性刻蚀 SnO2-RGA气凝胶的制备方法。
本发明的技术方案为：在制备SnO2/石墨烯复合材料的基础上，采用酸性改 性，通过添加强酸试剂，来对金属氧化物SnO2进行表面刻蚀，增大比表面积， 从而改善气凝胶的传感效应。表面刻蚀不仅提高了材料的比表面积，并且降低了 内部电子跃迁所需的活化能，提高了电子迁移率。其中强酸引起的表面缺陷为气 体吸附提供了更多的活性位点，改善传感机制，提升气敏性能。
本发明的具体技术方案为：一种酸性刻蚀SnO2-RGA气凝胶材料的制备方 法，其具体步骤如下：
(1)酸性刻蚀SnO2粉末的制备
称取二氧化锡加入去离子水中搅拌后，缓慢加入强酸继续搅拌后，装入水热 反应釜内一定温度下反应，再离心洗涤后放入烘箱内干燥，得到酸性刻蚀SnO2 粉末；
(2)酸性刻蚀SnO2-RGA气凝胶的制备
称取酸性刻蚀SnO2粉末于去离子水中搅拌，再滴入氧化石墨烯溶液，继续 搅拌后放入水热反应釜内在一定温度下还原反应，得到酸性刻蚀SnO2-RGA溶 胶；
(3)老化
将制得的酸性刻蚀SnO2-RGA溶胶取出放入容器中，静置凝胶完全后倒入 老化液，老化3～5天；
(4)冷冻干燥
将步骤(3)中老化得到的酸性刻蚀SnO2-RGA溶胶放入冷冻干燥机中，干 燥温度为-55～-60℃，压力为1～5Pa，恒温恒压状态下维持36～72h，待冷冻干燥 机温度升至室温后取出样品；
(5)高温退火
将步骤(4)中取出的样品放入管式炉中，在惰性气氛下设置温度退火还原， 得到酸性刻蚀SnO2-RGA气凝胶材料。
优选步骤(1)中二氧化锡的浓度配为0.048～0.12g/ml；搅拌20～40min后 加入强酸；所述的强酸为盐酸或硝酸；强酸与二氧化锡溶液的体积比为5～20％； 加入强酸后继续搅拌30～60min；水热反应釜的反应温度为120～200℃，反应时 间为12～30h；离心的转速为5000～8000rpm，离心的时间为5～8min；干燥温度 为60～100℃的烘箱内干燥12～30h。
优选步骤(1)中强酸缓慢加入的速度控制在0.1～0.2mL/s。
优选步骤(2)中氧化石墨烯溶液的浓度为3～8mg/mL。
优选步骤(2)中将得到酸性刻蚀SnO2粉末、氧化石墨烯、去离子水的质 量比为1:(0.015～0.125):(17.7:28.2)；酸性刻蚀SnO2粉末于去离子水中搅拌时间 为30～60min；加入氧化石墨烯溶液继续搅拌时间为30～60min；将混合液放入 水热釜中还原反应时间为12～30h，反应温度为120～200℃。
优选步骤(2)中滴加石墨烯溶液的速度为0.5～1mL/s。
优选步骤(1)和(2)中所述的搅拌速度均为500～700rpm。
优选步骤(3)中老化液为体积比为1:(4～6)的甲醇与水的混合溶液。
优选步骤(5)中退火温度为400～550℃，退火时间为2～8h；惰性气体为氮 气或氩气。
优选步骤(5)中制得的酸性刻蚀SnO2-RGA气凝胶材料的密度为0.24～0.31 g/cm3，比表面积为158～196m2/g，对0.5ppm乙醇的响应度为1.12～1.6，响应 时间为24～45s。
有益效果：
(1)相比较于SnO2/rGO纳米复合材料，本发明研究的酸性刻蚀SnO2-RGA 气凝胶存在规则的三维网状结构，具有更大的比表面积和孔隙率，拥有良好的吸 附性能。
(2)相比较于SnO2/石墨烯气凝胶样品，本发明制备得到的酸性刻蚀后的 SnO2/RGO气凝胶材料由于表面形成众多缺陷，会产生极多的活性位点，具有良 好的气敏性能、灵敏度高，可初步用于气体的检测系统。
(3)相比较于传统金属氧化物/石墨烯复合材料，本发明所制备的酸性刻蚀 SnO2/RGO复合气凝胶具有更低的能垒，有益于气敏传感。
(4)相比较于传统的复合气凝胶制品，本发明在保证产品性能的基础上采 用水热法对金属氧化物进行晶型转变，再与石墨烯气凝胶进行交联，反应彻底。
附图说明
图1是实例1中所制备的酸性刻蚀SnO2-RGO复合气凝胶材料的XRD图；
图2是实例1中所制备的酸性刻蚀SnO2-RGO复合气凝胶材料的傅里叶-红 外光谱图；
图3是实例1中所制备的酸性刻蚀SnO2材料在3000倍数下的SEM图；
图4是实例1中所制备的酸性刻蚀SnO2-RGO气凝胶在(a)100nm(b)1 nm衍射环，(c)20nm(d)5nm放大尺寸的TEM图；
图5是酸性刻蚀SnO2-RGO复合气凝胶材料的Mapping面扫图；
图6是实例1中所制备的酸性刻蚀SnO2-RGO复合气凝胶材料的BET测试 图；
图7是实例1中所制备的酸性刻蚀SnO2-RGO复合气凝胶材料的孔径分布 图；
图8是实例1中所制备的酸性刻蚀SnO2-RGO复合气凝胶材料的紫外光漫 反射图；
图9是实例1中所制备的酸性刻蚀SnO2-RGO复合气凝胶材料对0.5ppm乙 醇的响应-恢复曲线。
具体实施方式
下面结合实例对本发明作进一步说明，但保护范围并不限于此。
实例1
用电子天平称量3g二氧化锡放入50ml去离子水的烧杯中，以500rpm的 转速将溶液搅拌30min后，以0.1ml/s的速度滴入5ml浓盐酸继续搅拌30min 后放入水热反应釜内，设置烘箱温度180℃,水热时间为24h。反应完成后将溶 液倒入离心管内，在8000rpm转速下离心8min，重复三次后放入温度为80℃的 烘箱内干燥24h得到酸性刻蚀SnO2粉末。再次用电子天平称量0.96g酸性刻蚀 SnO2粉末于存有20ml去离子水的烧杯中，搅拌30min,接着加入12ml浓度为 5mg/ml的石墨烯继续搅拌30min,再将其放入水热反应釜，在180℃下还原24h。待反应釜冷却至室温后将凝胶取出，浸入醇水比为1:5的混合溶液中进行老化， 每天按时更换老化液，老化过程为5天。将样品安置在10mL小烧杯内并放入冷 冻干燥机进行干燥，设定干燥温度为-60℃，干燥时间为48h，干燥压力为1Pa。 冷冻干燥完成后，将样品放入通氩气的管式炉，在400℃下退火6h后最终得到 酸性刻蚀的SnO2-RGA气凝胶材料，所制备材料的密度为0.24g/cm3，比表面积 为196m2/g，对0.5ppm乙醇的响应度为1.6，响应时间为24s。
图1为酸性刻蚀SnO2-RGO气凝胶材料的XRD图。图中26.7°，34.9°，38.4°， 52.1°，55.1°，57.9°，62.8°，66.1°，71.6°，52.1°，79.6°处的峰分别对应SnO2的 (110)，(101)，(200)，(211)，(220)，(002)，(310)，(301)，(202)，(321) 晶面，，峰形尖锐，说明该材料具有良好的结晶度。
图2为酸性刻蚀SnO2-RGO气凝胶材料的傅里叶-红外谱图。图中在波长 1560cm-1处是C＝C键的特征峰；1080cm-1处是C-O键的特征峰，这都是由于石 墨烯的存在，658cm-1处是Sn-O-Sn键的特征峰，证实了SnO2的存在。
图3为酸性刻蚀SnO2的SEM图。从图可以明显的看到被刻蚀后的SnO2表 面出现了许多凹陷，因此产生了丰富的孔洞结构。
图4是酸性刻蚀SnO2-RGA气凝胶材料在不同放大倍数下的TEM图和 mapping面扫图，图4.(a)可以观察到分布密集的SnO2颗粒，图4.(b)的SAED 图可以证明该材料是个结晶度很好的多晶体。图4.(c)和(d)中根据晶面间距 的测量可以得到SnO2的(211)、(101)和(110)晶面，复合XRD结果。
图5中发现酸性刻蚀SnO2-RGA气凝胶材料的C、O、Sn各元素均匀地分布， 展现了一定的规律性。
图6为酸性刻蚀SnO2-RGO气凝胶材料的BET测试图，该类曲线属于第Ⅳ 类等温线，H4型回滞环，材料的比表面积可达到196m2/g，是一种具有高孔隙 率的材料。
图7是酸性刻蚀SnO2-RGO气凝胶材料的孔径分布图，其孔径大多分布在 2-20nm，属于介孔材料的范围。
图8是酸性刻蚀SnO2-RGO气凝胶的紫外光漫反射图，经过一系列转化，延 长曲线得到的截距就是该材料的禁带宽度，是2.83eV，低于纯SnO2的3.6eV， 证明了电子跃迁相对容易的这一特性。
图9是酸性刻蚀SnO2-RGO对0.25ppm浓度下乙醇的响应-恢复曲线，可以 看到电阻变化值从75KΩ变化到了42KΩ，按灵敏度为响应值90％的国际标准来 计算，该材料的响应值为1.6，响应时间为24s。
实例2
用电子天平称量2.4g二氧化锡放入50ml去离子水的烧杯中，以600rpm 的转速将溶液搅拌40min后，以0.15ml/s的速度滴入2.5ml浓硝酸继续搅拌 40min后放入水热反应釜内，设置烘箱温度120℃,水热时间为12h。反应完成后 将溶液倒入离心管内，在5000rpm转速下离心5min，重复三次后放入温度为60℃ 的烘箱内干燥12h得到酸性刻蚀SnO2粉末。再次用电子天平称量0.96g酸性刻 蚀SnO2粉末于存有27ml去离子水的烧杯中，搅拌40min,接着加入5ml浓度为 3mg/ml的石墨烯继续搅拌40min,再将其放入水热反应釜，在120℃下还原12h。 待反应釜冷却至室温后将凝胶取出，浸入醇水比为1:4的混合溶液中进行老化， 每天按时更换老化液，老化过程为3天。将样品安置在10mL小烧杯内并放入冷冻干燥机进行干燥，设定干燥温度为-55℃，干燥时间为36h，干燥压力为5Pa。 冷冻干燥完成后，将样品放入通氮气的管式炉，在450℃下退火2h后最终得到 酸性刻蚀的SnO2-RGA气凝胶材料，所制备材料的密度为0.31g/cm3，比表面积 为158m2/g，对0.5ppm乙醇的响应度为1.12，响应时间为45s。
实例3
用电子天平称量6g二氧化锡放入50ml去离子水的烧杯中，以700rpm的 转速将溶液搅拌30min后，以0.2ml/s的速度滴入10ml浓盐酸继续搅拌60min 后放入水热反应釜内，设置烘箱温度200℃,水热时间为30h。反应完成后将溶 液倒入离心管内，在8000rpm转速下离心8min，重复三次后放入温度为100℃的 烘箱内干燥30h得到酸性刻蚀SnO2粉末。再次用电子天平称量0.96g酸性刻蚀 SnO2粉末于存有17ml去离子水的烧杯中，搅拌60min,接着加入15ml浓度为8 mg/ml的石墨烯继续搅拌60min,再将其放入水热反应釜，在200℃下还原30h。 待反应釜冷却至室温后将凝胶取出，浸入醇水比为1:6的混合溶液中进行老化， 每天按时更换老化液，老化过程为4天。将样品安置在10mL小烧杯内并放入冷冻干燥机进行干燥，设定干燥温度为-60℃，干燥时间为72h，干燥压力为3Pa。 冷冻干燥完成后，将样品放入通氩气的管式炉，在500℃下退火6h后最终得到 酸性刻蚀的SnO2-RGA气凝胶材料，所制备材料的密度为0.27g/cm3，比表面积 为174m2/g，对0.5ppm乙醇的响应度为1.43，响应时间为34s。
实例4
用电子天平称量4.8g二氧化锡放入50ml去离子水的烧杯中，以500rpm 的转速将溶液搅拌20min后，以0.1ml/s的速度滴入7.5ml浓盐酸继续搅拌50min 后放入水热反应釜内，设置烘箱温度160℃,水热时间为18h。反应完成后将溶 液倒入离心管内，在6000rpm转速下离心6min，重复三次后放入温度为80℃的 烘箱内干燥18h得到酸性刻蚀SnO2粉末。再次用电子天平称量0.96g酸性刻蚀 SnO2粉末于存有26ml去离子水的烧杯中，搅拌60min,接着加入6ml浓度为5 mg/ml的石墨烯继续搅拌50min,再将其放入水热反应釜，在160℃下还原18h。 待反应釜冷却至室温后将凝胶取出，浸入醇水比为1:5的混合溶液中进行老化， 每天按时更换老化液，老化过程为5天。将样品安置在10mL小烧杯内并放入冷冻干燥机进行干燥，设定干燥温度为-55℃，干燥时间为48h，干燥压力为1Pa。 冷冻干燥完成后，将样品放入通氮气的管式炉，在550℃下退火4h后最终得到 酸性刻蚀的SnO2-RGA气凝胶材料，所制备材料的密度为0.26g/cm3，比表面积 为185m2/g，对0.5ppm乙醇的响应度为1.52，响应时间为37s。

Claims (9)

1.一种酸性刻蚀SnO2-RGA气凝胶材料的制备方法，其具体步骤如下：
(1)酸性刻蚀SnO2粉末的制备
称取二氧化锡加入去离子水中搅拌后，加入强酸继续搅拌后，装入水热反应釜内一定温度下反应，再离心洗涤后放入烘箱内干燥，得到酸性刻蚀SnO2粉末；其中二氧化锡的浓度配为0.048～0.12g/ml；搅拌20～40min后加入强酸；所述的强酸为盐酸或硝酸；强酸与二氧化锡溶液的体积比为5～20％；加入强酸后继续搅拌30～60min；水热反应釜的反应温度为120～200℃，反应时间为12～30h；
(2)酸性刻蚀SnO2-RGA气凝胶的制备
称取酸性刻蚀SnO2粉末于去离子水中搅拌，再滴入氧化石墨烯溶液，继续搅拌后放入水热反应釜内在一定温度下还原反应，得到酸性刻蚀SnO2-RGA溶胶；其中酸性刻蚀SnO2粉末、氧化石墨烯、去离子水的质量比为1:(0.015～0.125):(17.7:28.2)；酸性刻蚀SnO2粉末于去离子水中搅拌时间为30～60min；加入氧化石墨烯溶液继续搅拌时间为30～60min；将混合液放入水热釜中还原反应时间为12～30h，反应温度为120～200℃；
(3)老化
将制得的酸性刻蚀SnO2-RGA溶胶取出放入容器中，静置凝胶完全后倒入老化液，老化3～5天；
(4)冷冻干燥
将步骤(3)中老化得到的酸性刻蚀SnO2-RGA溶胶放入冷冻干燥机中，干燥温度为-55～-60℃，压力为1～5Pa，恒温恒压状态下维持36～72h，待冷冻干燥机温度升至室温后取出样品；
(5)高温退火
将步骤(4)中取出的样品放入管式炉中，在惰性气氛下设置温度退火还原，得到酸性刻蚀SnO2-RGA气凝胶材料。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于步骤(1)中离心的转速为5000～8000rpm，离心的时间为5～8min；干燥温度为60～100℃的烘箱内干燥12～30h。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于步骤(1)中强酸加入的速度控制在0.1～0.2mL/s。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于步骤(2)中氧化石墨烯溶液的浓度为3～8mg/mL。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于步骤(2)中滴加氧化石墨烯溶液的速度为0.5～1mL/s。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于步骤(1)和(2)中所述的搅拌速度均为500～700rpm。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于步骤(3)中老化液为体积比为1:(4～6)的甲醇与水的混合溶液。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于步骤(5)中退火温度为400～550℃，退火时间为2～8h；惰性气体为氮气或氩气。
9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于步骤(5)中制得的酸性刻蚀SnO2-RGA气凝胶材料的密度为0.24～0.31g/cm3，比表面积为158～196m2/g，对0.5ppm乙醇的响应度为1.12～1.6，响应时间为24～45s。
CN202110260688.7A 2021-03-10 2021-03-10 一种酸性刻蚀SnO2-RGA气凝胶的制备方法 Active CN113149065B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110260688.7A CN113149065B (zh) 2021-03-10 2021-03-10 一种酸性刻蚀SnO2-RGA气凝胶的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110260688.7A CN113149065B (zh) 2021-03-10 2021-03-10 一种酸性刻蚀SnO2-RGA气凝胶的制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113149065A CN113149065A (zh) 2021-07-23
CN113149065B true CN113149065B (zh) 2023-07-07

Family

ID=76886534

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110260688.7A Active CN113149065B (zh) 2021-03-10 2021-03-10 一种酸性刻蚀SnO2-RGA气凝胶的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113149065B (zh)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103979602A (zh) * 2014-05-07 2014-08-13 河北工程大学 一种高比表面晶态介孔二氧化锡材料的制备方法
CN104310463A (zh) * 2014-10-08 2015-01-28 吉林大学 一种空心立方体结构二氧化锡的制备方法
CN105498649A (zh) * 2015-12-24 2016-04-20 四川大学 石墨烯纳米粒子复合气凝胶微球及其制备方法
CN107863522A (zh) * 2017-11-20 2018-03-30 安徽师范大学 锡/还原氧化石墨烯纳米复合材料的制备方法、锂离子电池负极、锂离子电池
CN111640925A (zh) * 2020-06-12 2020-09-08 西北工业大学 一种SnO2/石墨烯复合材料及其制备方法和应用

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9543569B2 (en) * 2012-12-21 2017-01-10 Lawrence Livermore National Security, Llc Graphene-supported metal oxide monolith

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103979602A (zh) * 2014-05-07 2014-08-13 河北工程大学 一种高比表面晶态介孔二氧化锡材料的制备方法
CN104310463A (zh) * 2014-10-08 2015-01-28 吉林大学 一种空心立方体结构二氧化锡的制备方法
CN105498649A (zh) * 2015-12-24 2016-04-20 四川大学 石墨烯纳米粒子复合气凝胶微球及其制备方法
CN107863522A (zh) * 2017-11-20 2018-03-30 安徽师范大学 锡/还原氧化石墨烯纳米复合材料的制备方法、锂离子电池负极、锂离子电池
CN111640925A (zh) * 2020-06-12 2020-09-08 西北工业大学 一种SnO2/石墨烯复合材料及其制备方法和应用

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
SnO_2/RGO纳米复合材料的NO_2气敏性能研究;肖国原;杨希;孙杰;;郑州大学学报(理学版)(02);82-86 *
二氧化锡基气敏材料研究进展;刘增伟;杨希;孙杰;马凤国;;材料导报(S1);32-38 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN113149065A (zh) 2021-07-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Wang et al. Au-loaded mesoporous WO3: preparation and n-butanol sensing performances
Wang et al. Structural and electronic engineering of 3DOM WO 3 by alkali metal doping for improved NO 2 sensing performance
Tian et al. Mesoporous zirconium phosphate from yeast biotemplate
Park et al. Facile microwave-assisted synthesis of SnS2 nanoparticles for visible-light responsive photocatalyst
Sergent et al. Preparation and characterisation of high surface area stannic oxides: structural, textural and semiconducting properties
WO2013121801A1 (ja) マクロ多孔性チタン化合物モノリスとその製造方法
WO2021121088A1 (zh) 一种介孔碳材料负载的钴基催化剂及其制备方法
Xu et al. Effect of crystallization on the band structure and photoelectric property of SrTiO3 sol–gel derived thin film
CN112125328B (zh) 一种十二面体状氧化锌纳米材料的制备方法及应用
CN110813233A (zh) 一种利用椰壳生物炭吸附土壤中重金属离子的方法
Zhang et al. Effects of pretreatment atmosphere and silver loading on the structure and catalytic activity of Ag/SBA-15 catalysts
CN111573650B (zh) 一种制备高比表面积介孔碳粉末的方法
CN113149065B (zh) 一种酸性刻蚀SnO2-RGA气凝胶的制备方法
Chaudhary et al. The synthesis of a Cu 0.8 Zn 0.2 Sb 2–polyacrylamide nanocomposite by frontal polymerization for moisture and photodetection performance
Zhang et al. Defect engineering of nanostructured ZnSnO3 for conductometric room temperature CO2 sensors
Muehlemann et al. Facile synthesis of resorcinol-melamine-formaldehyde based carbon xerogel
Wichner et al. Preventing sintering of Au and Ag nanoparticles in silica-based hybrid gels using phenyl spacer groups
Choi et al. New procedures for the preparation of CdS and heterogeneous Cr/CdS phases in hybrid xerogel matrixes. Pore structure analysis and characterization
Liu et al. Interfacial Catalysis Enabled Acetone Sensors Based on Rationally Designed Mesoporous Metal Oxides with Erbium‐Doped WO3 Framework
JP5388051B2 (ja) メソポーラスカーボン（ｍｃ−ｍｃｍ−４８）およびその製造方法
Mohanan et al. CdS aerogels: Effect of concentration and primary particle size on surface area and opto-electronic properties
Prusov et al. SnO 2@ MCC and SnO 2@ C Composites: Synthesis and Properties
CN114280111B (zh) 铈掺杂氧化钨复合材料和硫化氢传感器、以及制备方法
Zhang et al. Fabrication of heteropolyoxometalate-based photochromic inorganic–organic nanocomposites
CN111617806B (zh) 柠檬酸钠为基质的g-C3N4/MOFs复合型光催化材料及其制备方法和应用

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant