三維有序大孔氧化銦氣敏傳感器的設計.pdf

1、氧化銦是一種被科研工作者廣泛研究的寬禁帶n型半導體，應用于有毒有害氣體的檢測。但是單一的In2O3氣敏傳感器往往存在檢測溫度較高，靈敏度較低等問題，具有較大的局限性。因此，多年來人們一直致力于通過材料改性來提高In2O3氣敏性能。貴金屬Pd，作為典型的高效催化劑，可以加速化學吸附進程;金屬Zn元素摻雜到氧化銦晶格中，會導致更多的結構缺陷。三維有序大孔結構擁有穩(wěn)定的結構和較大的比表面積，提供更多的活性吸附位點。本論文采用了膠晶模板法分別制

2、備出3DOM In2O3、Pd負載的3DOM In2O3和Zn摻雜的3DOM In2O3，探究了材料的組分、結構對氣敏性能的影響，并進行了一系列表征和機理探索。具體內容如下:
　　1、先通過膠晶模板法制備出3DOM In2O3載體，再使用氯鈀酸作為鈀源、NaBH4作為還原劑，通過還原沉積法制備出了Pd負載的3DOM In2O3氣敏傳感器，并對NO2進行了氣敏性能測試。結果表明，0.5wt％Pd負載的3DOM In2O3在室溫下對5

3、00ppb NO2的靈敏度高達980，相對于純3DOM In2O3不僅最佳工作溫度降低25℃，靈敏度也提高了5倍。通過掃描電鏡、透射電鏡和氮氣吸-脫附等溫線等表征手段，我們發(fā)現制備樣品具有排列規(guī)整、不團聚，且相對較大的比表面積，有利于目標氣體吸附。通過對樣品進行X射線衍射、霍爾效應和拉曼光譜等測試，我們認為氣敏性能優(yōu)化的原因是Pd負載可以提高載流子濃度，而且Pd可以加速吸附氧的化學離解，最終導致耗盡層的厚度的增加，氣敏性能的提高。

4、>　　2、本章節(jié)通過膠晶模板法制備了摻雜不同摩爾比的Zn的3DOMIn2O3，并用于低濃度NO2的氣敏檢測。通過對比純3DOM In2O3和摻雜一定量Zn的3DOM In2O3對NO2的氣敏性能，我們發(fā)現純3DOMIn2O3在50℃時，對50ppb NO2的靈敏度僅為2，而3DOM In2O3/Zn-2.5％在50℃時對50ppb NO2的靈敏度高達30，提高了15倍左右。我們通過一系列表征探索其原因，發(fā)現摻入適量Zn后，3DOM In