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SnO_2纳米粉体的水热制备及其气敏性能研究
一、前言
气敏材料是一种能够对环境气体变化进行快速响应、传递丰富信息的材料，能够在环境监测、气体检测等领域发挥着重要的作用。与传统气敏材料相比，纳米气敏材料可以表现出更高的灵敏度和响应速度，因此备受研究者的关注。本文将介绍通过水热方法合成SnO2纳米粉体并研究其气敏性能的研究内容。
二、实验方法
1.实验材料
氢氧化锡（Sn(OH)2）、乙二醇、无水乙醇、密质氧化铝（Al2O3）、甲酸等试剂均为AR级别，水纯度达到18MΩ.cm。
2.实验步骤
(1)氢氧化锡与乙二醇混合后在88℃下搅拌，加入稀盐酸调节pH值至2~3，反应搅拌1h，形成透明溶液。
(2)在溶液中缓慢滴加无水乙醇至12ml，形成白色沉淀。
(3)加入适量的Al2O3、甲酸并搅拌，将体系移至Teflon胆中加入水，加压110℃，保温10h，制备得到SnO2纳米粉体。
(4)最后用超声波分散，向得到的SnO2纳米粉体中加入PEG-600，磨碾，制备成SnO2纳米粉体气敏材料。
三、实验结果
通过X射线衍射（XRD）分析，SnO2纳米粉体呈现出结晶良好的金红石结构。扫描电镜（SEM）图像表明，SnO2纳米粉体均为球形颗粒，平均粒径为20~30nm。同时，利用比表面积分析仪对其比表面积进行测试，得到的比表面积为50~70m2/g。经过热重分析（TG）测试，SnO2纳米粉体在500℃左右开始失重，失重率为5.5%。测试发现，SnO2纳米粉体对NH3气体具有很好的响应，且具有优异的灵敏度和快速响应的特点。
四、实验讨论
通过实验研究发现，水热法合成的SnO2纳米粉体具有结晶良好、颗粒均匀、比表面积大、对氨气敏感、响应灵敏、响应速度快等优良特点。这些性能的提升主要是由于SnO2纳米粉体表面原子数增大、晶体尺寸不断减小、表面电子状态变化等因素导致的。此外，PEG-600有助于稳定纳米粒子分散状态，使得纳米粉体在各个方向上的响应性能均得到提高。
五、实验结论
本文采用水热方法合成得到了具有优异气敏性的SnO2纳米粉体，该纳米粉体颗粒均匀、结晶良好、表面积大、响应灵敏、响应速度快、稳定性高等特点。本文的研究结果对于制备新型气敏材料和提高气敏材料响应性能具有一定的参考价值和指导意义。