纳米In2O3及其复合物的制备及气敏性能研究

来源 :上海第二工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ronalito
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氧化铟属于很有发展潜力的一种n型半导体敏感材料。与其他氧化物相比,氧化铟的禁带宽度比较宽(3.55-3.75 eV),它具有良好的导电性、低电阻率等优点。氧化铟已经大范围的应用在场发射、太阳能电池、光电领域及气体传感器等领域。水热法由于操作简单,成本低廉,在合成氧化物纳米材料方面引起了人们的极大的关注。为了提高敏感材料的气敏特性,本文对纳米In2O3及其复合物从以下三方面展开研究:(1)、采用操作简单的水热法,分别选用六次甲基四胺,氢氧化钠和尿素作为三种不同的模板剂成功制备前驱体,退火处理制备纯In2O3样品。采用SEM、XRD对样品的形貌和物相进行表征;对以上合成的三种样品构建的传感器进行气敏测试和机理探究。气敏传感性能测试结果显示,用氢氧化钠作为模板剂,水热合成的In2O3构建的气体传感器,针对二氧化氮(NO2)气体有优异的选择性和较高的灵敏度。(2)、以硝酸铟和硝酸铜为原料,六次甲基四胺(C6H12N4)为模板剂,采用水热合成法一步制备出In2O3/CuO复合材料;通过XRD、SEM对产物进行分析,n(In):n(Cu):n(C6H12N4)=1:1:90时,得到附着纳米颗粒的立方块,是In2O3/CuO复合物。探讨了合成过程中模板剂的加入量以及不同In:Cu比对复合产物的影响。将该复合物作为气敏材料进行气敏性能测试,在工作温度为200 ℃时,对10 ppm NO2气体的灵敏度为90.3,是纯CuO气体传感器的75.3倍,是纯In2O3气体传感器的9.4倍,并且响应-恢复时间仅为15 s和25 s。(3)、以硝酸铟(In(NO33·xH2O)、钨酸钠(Na2WO4·5H2O)为原料,水热合成In6WO12化合物,采用SEM、XRD、BET、XPS等测试仪器对样品进行一系列的检测和分析,WS-30A测试系统测试构建的传感器性能。SEM测试结果表明,制备的In6WO12由纳米片聚集在一起形成3-4 um的球状新形貌,将该产物作为气敏材料制备的传感器,分析测试的结果发现,传感器对乙醇气体的选择性优异和响应性较好。
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