納米氧化銦氣敏材料的制備及其結構、性能調控研究.pdf

1、氧化銦(In2O3)作為一種新型的半導體氣敏材料在氣體傳感器領域具有廣泛的應用前景，而如何改善In2O3的氣敏性能一直是該領域的研究熱點。材料的性能由其組成和結構決定，本論文主要通過In2O3納米材料的微觀結構的調控改善其氣敏性能，解釋氣敏機理，建立材料結構和性能之間的關聯(lián)并研究氣敏差異的原因;同時，論文討論了碳納米管和貴金屬鉑摻雜量對In2O3氣敏性能的影響。主要工作如下:
　　 1.采用一步溶劑熱法合成形貌均一、粒徑約為25

2、 nm的立方塊狀In2O3納米粒子。通過焙燒溫度、氣氛對In2O3納米粒子的微觀結構進行調控并測試其對乙醇的氣敏性能。通過比表面積(BET)、X射線衍射(XRD)、拉曼光譜(Raman)、電子順磁共振波譜(EPR)和X射線光電子能譜(XPS)分析材料表面的微觀結構變化。研究發(fā)現(xiàn)，In2O3的氣敏性能是由材料的比表面積、電導率和表面活性氧含量共同決定的，與供體缺陷的多少并無直接關聯(lián)。最后利用原位紅外（DRIFTs）在線分析了乙醇在不同氣氛

3、處理的In2O3表面的吸附情況。結果表明:乙醇氣體是以兩種乙氧基的形式吸附在In2O3的表面，在IO-O2表面吸附最快;并且主要以TypeⅡ型乙氧基存在，這可能與合成的In2O3暴露的晶面是(222)有關;由于在乙醇氣體中In2O3發(fā)生結構重建，使得IO-O2表面具有了較多的Vo。
　　 2.調節(jié)實驗參數(shù)，利用一步溶劑熱法合成了粒徑約為10 nm的均勻In2O3納米顆粒;在此基礎上制備了摻雜不同質量分數(shù)的In2O3/MWCNTs

4、復合材料，測試對乙醇的氣敏性能。結果表明:摻雜質量分數(shù)為2.8％的In2O3/MWCNTs有最佳的氣敏性能。結合氣敏機理和XPS數(shù)據(jù)分析了In2O3/MWCNTs(2.8 wt％)之所以具有最佳的氣敏性能的原因是由于其具有較大的比表面積，有利于材料表面形成更多的化學吸附氧，提高材料的氣敏性能。
　　 3.在粒徑約為25 nm的立方塊狀In2O3納米粒子基礎上，用檸檬酸鈉還原法制備摻雜不同質量分數(shù)的In2O3-Pt納米材料，測試對