随着科学技术的进步和工业规模不断拓展,在排放废气中容易造成环境污染和各种危害;在矿业生产中易引发易燃易爆性气体,对人们的安全带来极大的危害;家庭在经过装修之后也容易产生一些如甲醛等危害气体。因此对气体检测的传感器就在于检测工业和家庭生活中显得非常重要。其中金属氧化物半导体成为了当前气敏传感器的敏感材料而且由于制作成本低、安装简单将成为未来人们监测这些有害气体的方法。丙酮作为目前工业和实验室的常见化学试剂,由于它的易挥发和毒性,在人们吸入一定量时就会产生安全问题,在医学应用中,通过检测人体口腔内丙酮的浓度来确认病人是否患糖尿病,因此就需要高灵敏、反应快速的检测工具。现阶段的研究发现气敏材料需要具备多孔、粗糙和空心结构,这样会使材料具有大的比表面积、孔隙率高等优点,在和待测气体反应时能和材料有着更多的接触面,才能让传感器的性能达到最佳状态。本文以此为方向,选择了对丙酮响应高的典型的过渡n型半导体α-Fe2O3作为此次研究的气敏材料,通过一步水热法制备出单分散性的多孔椭球型α-Fe2O3空心微米球,再通过掺杂来提高其气敏性能。主要工作如下:1.通过一步水热法在180℃下水热16小时合成空心微米级的α-Fe2O3椭球结构。由于其尺寸达到了微米级(2.3μm),对于气敏性能有一定的影响,因此我们和具有一定响应的α-Fe2O3立方体状结构的微米粒子进行了比较。结果发现,它们之间的形貌都具备多孔、粗糙的条件;在进行了和丙酮的气敏响应后发现,本实验的样品当丙酮在空气中的含量达到200ppm时响应值就能达到34.3,反应比立方结构迅速,并且稳定性的测试结果也说明该样品可以长时间工使用,说明该样品对于测试丙酮有着实用的价值,可进一步开发成为对丙酮进行检验的敏感材料。2.在上一步工作中,添加了不同量的Y2O3再以同样的制备方法取得不同Y含量的α-Fe2O3,并寻找出最适合的剂量作为提高空心微米级的α-Fe2O3椭球结构的方法。XRD结果表明:Y作为替代性掺杂进入α-Fe2O3的结构中,对其结晶性影响不大;掺杂阻碍对颗粒尺寸的增长,但影响较小;BET结果显示:通过Y的一定量掺杂增加了微米球体的比表面积,使其气敏性能得到增加;气体传感结果表明,工作温度在260℃时经过4wt%Y掺杂之后的α-Fe2O3空心微球体对200ppm丙酮响应值达到了126.3。最后,提出了α-Fe2O3空心微米椭球体的形成机理与传感器的气体传感机理,这表明此次掺杂Y元素可以成功提高α-Fe2O3空心微球体的气体敏感度。