技术摘要：
本发明公开了一种铁酸锌复合锡酸锌的气体传感材料、制备方法和应用，该气体传感材料是铁酸锌复合在锡酸锌立方体晶格上，铁酸锌与锡酸锌的摩尔数之比为（0.1~1）∶1。制备方法是将铁酸钠、乙酸锌、五水四氯化锡、氟化钠的摩尔数比为（0.1~1）∶1∶1∶2加入到去离子水中  全部
背景技术：
丙酮(CH3COCH3)是一种用途十分广泛的化工原料，主要应用于炸药、塑料、橡胶、纤 维、制革、油脂、喷漆等领域。丙酮主要是对人的中枢神经系统产生抑制、麻醉的作用，长时 间接触丙酮会造成肝、肾和胰腺的损害。据医学研究报道，糖尿病患者呼气中的丙酮浓度比 健康人高。目前，全世界大约有四亿人患有糖尿病，并且预计会有大量人患上这种疾病。常 规的气体检测仪，例如气相色谱-质谱仪（GC-MS），由于价格昂贵，速度慢，体积大且操作复 杂，不适合广泛使用和使用点检测。因此开发一种有效，便携式且廉价的诊断糖尿病的检测 器将对医学界带来重大好处。 在过去的几十年中，已有许多人使用不同的金属氧化物半导体气体传感材料（例 如ZnO，SnO2，Fe2O3，WO3，NiO，Co3O4和In2O3等）制造各种丙酮传感器。ZnSnO（3 锡酸锌）是一种n 型金属氧化物半导体（MOS），已广泛用作检测各种VOC（危害性挥发性有机物）的传感材料。 ZnSnO3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ZnSnO3 在传感器领域中的应用。 发明人经长期研究发现：ZnSnO3通过改良后，对丙酮气体具有良好的选择性，优质 的重现性和长期的稳定性，还具有更高的灵敏度，更低的工作温度和更快的响应恢复时间， 能代表ZnSnO3材料的技术发展趋势。
技术实现要素：
针对现有ZnSnO3材料存在的问题，本发明所要解决的技术问题就是提供一种铁酸 锌复合锡酸锌的气体传感材料，它能提高丙酮检测的灵敏度，且能降低锡酸锌材料的工作 温度。本发明还提供一种铁酸锌复合锡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锌复合锡酸锌气体传感材料，铁酸锌复合在锡酸锌立方体晶格 上，铁酸锌与锡酸锌的摩尔数之比为（0.1~1）∶1。 优选地：铁酸锌与锡酸锌的摩尔数之比为0.25∶1。 本发明提供的一种制备铁酸锌复合锡酸锌气体传感材料方法，包含以下步骤： 步骤1、将乙酸锌，氯化铁的摩尔数比为1∶2加入到无水乙醇中，磁力搅拌30分钟以上， 直到乙酸锌完全溶解到溶液中， 步骤2、将乙二醇溶液缓慢倒入上述溶液中，磁力搅拌30分钟以上； 步骤3、转入反应釜，加热温度为120~180℃，保温10~24h；反应结束后，冷却到室温； 3 CN 111606357 A 说　明　书 2/7 页 步骤4、将所得产物进行固液分离、烘干、研磨得到铁酸锌粉末； 步骤5、将铁酸锌、乙酸锌、五水四氯化锡、氟化钠的摩尔数比为（0.1~1）∶1∶1∶2加入到 去离子水中，磁力搅拌至少20分钟，直到乙酸锌完全溶解到溶液中， 步骤6、将氢氧化钾溶液缓慢倒入上述溶液中，磁力搅拌30分钟以上； 步骤7、转入反应釜，加热温度为120~160℃，保温10-24h；反应结束后，冷却到室温； 步骤8、将所得产物进行固液分离、烘干、研磨、焙烧，得到铁酸锌复合锡酸锌粉末。 本发明的离子反应式为： Zn2 Fe3 O2-→ZnFe2O4 Zn2 Sn4 6OH-→ZnSn(OH)6 在550℃下焙烧至少1小时： ZnSn(OH)6→ZnSnO3 3H2O。 上述的铁酸锌复合锡酸锌气体传感材料用于检测丙酮浓度。 与纯锡酸锌相比，本发明的技术效果是：用于检测丙酮时，提高了丙酮检测的灵敏 度，又降低了工作温度。 附图说明 本发明的附图说明如下： 图1为ZnSnO3和ZnFe2O4/ZnSnO3复合材料的XRD图谱； 图2为  ZnFe2O4/ZnSnO3-0.25复合材料的XPS光谱：（2a）全谱图，（2b）Zn  2p  XPS光谱， （2c）Sn  3d  XPS光谱，（2d）Fe  2p  XPS光谱，（2e）ZnSnO3的O  1s  XPS光谱，（2f）ZnFe2O4/ ZnSnO3-0.25的O  1s  XPS光谱； 图3为ZnSnO3和ZnFe2O4  /  ZnSnO3-0.25复合材料的SEM图和TEM图像：（3a）ZnSnO3SEM 图，（3b）ZnFe2O4  /  ZnSnO3-0.25SEM图，（3c）ZnSnO3TEM图像，（3d）ZnFe2O4/ZnSnO3-0.25TEM 图像，（3e）ZnFe2O4/ZnSnO3-0.25复合材料中ZnFe2O4的TEM图像，（3f）ZnFe2O4/ZnSnO3-0.25复 合材料的HRTEM图像； 图4为ZnSnO3和ZnFe2O4/ZnSnO3-0.25复合材料的N2吸附-解吸等温线和相应的Barret- Joyner-Halenda（BJH）孔径分布；（4a）ZnSnO3，（4b）ZnFe2O4/ZnSnO3-0.25； 图5为ZnSnO3和ZnFe2O4/ZnSnO3气体传感材料对丙酮的灵敏度：（5a）在不同工作温度下 对30  ppm丙酮的灵敏度；（5b）气体传感材料在各自最佳工作温度下丙酮浓度变化的灵敏 度； 图6为气体传感材料在最佳温度下对30  ppm丙酮的响应恢复时间：(6a)  ZnSnO3，(6b)  ZnFe2O4/ZnSnO3-0 .1  ,  (6c)  ZnFe2O4/ZnSnO3-0 .25，  (6d)  ZnFe2O4/ZnSnO3-0 .5，  (6e)  ZnFe2O4/ZnSnO3-1； 图7为气体传感材料对丙酮的动态响应曲线： （7a）ZnSnO3在300°C下对不同浓度的丙酮的动态响应曲线； （7b）ZnFe2O4/ZnSnO3-0.25在200°C下对不同浓度的丙酮的动态响应曲线； （7c）在最佳工作温度下，ZnSnO3和ZnFe2O4/ZnSnO3-0.25气体传感材料的感测响应与丙 酮浓度之间的关系； （7d）ZnSnO3和ZnFe2O4/ZnSnO3复合材料在其最佳工作温度下对30  ppm的多种气体的气 4 CN 111606357 A 说　明　书 3/7 页 体响应； （7e）ZnSnO3和ZnFe2O4/ZnSnO3-0 .25气体传感材料分别在各自最佳工作温度下对30  ppm丙酮的稳定性； （7f）在30天内进行连续循环测试的ZnSnO3和ZnFe2O4/ZnSnO3气体传感材料的感测响 应； 图8为在不同的相对湿度下，气体传感材料对30  ppm丙酮的气体响应：（8a）ZnSnO3， （8b）ZnFe2O4  /  ZnSnO3-0.25。