金屬鹽摻雜介孔二氧化硅SBA-15的濕敏特性研究

研究了不同的金屬鹽LiCI、K2CO3摻雜的介孔二氧化硅SBA一15材料的濕敏特性。結果表明金屬鹽摻雜后材料的靈敏度得到了較大的提高，響應恢復時間也比較迅速，完全能夠滿足濕度傳感器的應用需要。

介孔二氧化硅SBA -15材料的制備

介孔分子篩SBA-15材料的合成方法是按照文獻中報道的方法進行的。具體步驟如下:在室溫下，將2 g P123 ( Eo20PO70EO20)溶解在15 mL蒸餾水，60 mL HCl(2M）溶液中。其中，P123 ( EO20PO70EO20)主要是作為合成介孔分子篩SBA-15的模板。在40℃條件下將4.4g正硅酸乙脂（TEOS）加入上述溶液中，電磁攪拌24 h，將上述溶液在60℃恒溫的條件下陳化24 h，此過程不進行任何的攪拌。將陳化24 h后的產物用蒸餾水進行多次洗滌，然后將洗滌后的材料在100℃的溫度下于燥12 h.

金屬鹽摻雜

摻雜方法用得是溶液摻雜法。將合成的SBA - 15材料浸入到含有一定量金屬鹽的水溶液中，再將此溶液100℃干燥12h，將得到的材料研磨均勻即可。文中LCI和K2CO3的摻雜比例分別為0.1g/g和0.16 g/g.

XRD

圖1~圖6分別給出了本征SBA 一15和LiC1、K2CO3摻雜后的小角和廣角XRD曲線。從樣品的小角XRD曲線可以看出，樣品都出現了小角衍射峰，摻雜后的SBA - 15在（110)面的衍射蜂依然存在，這說明金屬鹽摻雜并沒有破壞材料的介孔結構。從樣品的廣角XRD曲線中可以看出，所有樣品都只有一個寬峰，說明材料是以無定形態存在的;并且在XRD譜中觀察不到LiCl和K2CO3的峰，說明LiCl和K2CO3是以無定形態的形式均勻的分散在樣品中的。

近些年來有許多關于介孔二氧化硅材料應用于氣體、濕度傳感器的報道。但由于二氧化硅材料本身的導電能力不是很強，所以并不是理想的濕敏材料。許多研究組致力于金屬鹽摻雜以提高材料濕敏特性的研究。結合二者的優點，文中利用軟模版法合成了介孔二氧化硅SBA -15，并對其進行了金屬鹽摻雜。研究了基于此種材料的濕敏元件的濕敏特性，結果表明金屬鹽摻雜后的SBA - 15材料是理想的濕敏材料。究其原因，認為介孔二氧化硅本身就是一種多孔的結構，這樣的多孔結構得其作用與多孔半導體陶瓷相似，很利于水分子的吸附。金屬鹽摻雜后，分散在孔道中的金屬鹽既能很好的發揮其對水分子的吸附作用，又不至于因為吸附過多的水分子而發生金屬鹽流失的現象。所以金屬鹽摻雜既利用了介孔二氧化硅材料的多孔性又很好的改善了材料在低濕度下靈敏度小的缺點。

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