納米氧化銦氣敏材料的制備及其結(jié)構(gòu)、性能調(diào)控研究.pdf

1、氧化銦(In2O3)作為一種新型的半導(dǎo)體氣敏材料在氣體傳感器領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景，而如何改善In2O3的氣敏性能一直是該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。材料的性能由其組成和結(jié)構(gòu)決定，本論文主要通過In2O3納米材料的微觀結(jié)構(gòu)的調(diào)控改善其氣敏性能，解釋氣敏機(jī)理，建立材料結(jié)構(gòu)和性能之間的關(guān)聯(lián)并研究氣敏差異的原因;同時(shí)，論文討論了碳納米管和貴金屬鉑摻雜量對(duì)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I(lǐng)n2O3納米粒子。通過焙燒溫度、氣氛對(duì)In2O3納米粒子的微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)控并測(cè)試其對(duì)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(jié)構(gòu)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(dǎo)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(guān)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(jié)果表明:乙醇?xì)怏w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(guān);由于在乙醇?xì)怏w中In2O3發(fā)生結(jié)構(gòu)重建，使得IO-O2表面具有了較多的Vo。
　　 2.調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)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(chǔ)上制備了摻雜不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的In2O3/MWCNTs

4、復(fù)合材料，測(cè)試對(duì)乙醇的氣敏性能。結(jié)果表明:摻雜質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.8％的In2O3/MWCNTs有最佳的氣敏性能。結(jié)合氣敏機(jī)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(xué)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I(lǐng)n2O3納米粒子基礎(chǔ)上，用檸檬酸鈉還原法制備摻雜不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的In2O3-Pt納米材料，測(cè)試對(duì)