【正文】 于人 類。 以所得 In2O3 材料制備了 旁熱式燒結(jié)型 氣敏元件， 元件的最佳工作溫度是 110℃，對Cl2 有較好的靈敏度和較好的響應 恢復時間， 可望進一步開發(fā)為用于化工生產(chǎn)及環(huán)境監(jiān)測方面的新型 氧化性氣體敏 感材料。所以，近年來利用水熱 /溶劑熱法制備納米材料受到人們的廣泛關注。 因為 均勻沉淀法是利用某一化學反應，使溶液中的構晶離子由溶液中緩慢、均勻的釋放出來 ， 避免 了沉淀劑局部過濃的不均勻現(xiàn)象 。 各種方法均有其優(yōu)點，實驗制備過程控制好實驗條件至關重要。 第一個過程： NO2 ,gas + (Z) s ←→ (ZO) s + NOgas 在 In2O3中 In3+和 F是吸附中心 (Z) s。當 In2O3暴露于空氣中時 ， 由于吸附氧從材料導帶獲取電子而發(fā)生價態(tài)轉(zhuǎn)換 ： O2 (gas) → O2(ads) → O22 (ads) → 2O (ads) → 2O2 (ads) 材料電導呈整體下降。 這里 對 Cl2 、NO2氣敏機理進行 簡要 分析： 牛新書等 [28 ]認為 ： In2O3具有 n 型半導體的特征 ， 當 In2O3暴露于空氣中會吸附空氣中的 O2 ,化學反應如下所示 : O2 + e→ O2(ads) 在一定溫度下 ， O2發(fā)生化學吸附從 In2O3中奪取電子形成吸附態(tài)的 O O和 O2 等 ， 從而使 n型半導體電阻增加。 電子傳遞的結(jié)果是在半導體表面形成電荷耗盡層 ,引起能帶彎曲使逸出功和電導率產(chǎn)生變化 。當遇到有能供給電子的 氧化性氣體 時，原來吸附的氧脫附，而由 氧化性 氣體以正離子狀態(tài)吸附在金屬氧化物半導體表面；氧脫附放出電子，氣體以正離子狀態(tài)吸附也要放出電子，從而使氧化物半 導體導帶電子密度增加，電阻值下降。 4 敏感 機理 探討 氣敏元件的氣敏效應機理是一個 復雜的問題，尚處于探索階段。定義響應時間 tres為元件接觸被測氣體后，負載電阻 R1上的電壓由 U0變化到U0+90％ (Ux— U0)所需的時間；恢復時間 trev為元件脫離被測氣體后，負載電阻 RL上的電壓由U0恢復到 U0+10％ (Ux— U0)所需的時間， U0為元件在空氣中時負載電阻上的電壓值， Ux為元件在被測氣體中時負載電阻上的電壓值。如圖 7所示 Cl2對干擾氣體 NO 氨水 、 H2S、乙醇、汽油、甲醛的選擇性分別為 60、 1000、 1000、 1000、 1000、 1000左右 。理論要求是在相同的體 積分數(shù)條件下 ,對所被檢測氣體之一有較好的靈敏度，而對其他種類的氣體的靈敏性能較低或者根本沒有靈敏性能，則證明此材料具有良好的選擇性。 空氣中氯氣 含量最高 允許 濃度為 1mg/m3。隨著工作溫度的升高，體系獲得足夠的能量可以克服 施主電離能 E0，其載流子濃度驟增，電導變大，呈現(xiàn)出主要靠電子導電的 n型半導體特征。 我們測定了元件在不同加熱 溫度下， 600℃ 煅燒 2h的 元件靈敏度隨著加熱 溫度 的升高大致呈現(xiàn) 先 高 后 低的 趨勢 ，其最大值出現(xiàn)在 110℃ 附近。結(jié)果表明 用均勻沉淀法所得的 In2O3 元件對 Cl2 的靈敏度最高 ，可達1175， 化學沉淀法 所得的 In2O3 元件 Cl2靈敏度也較 高 ，達到 174。 由 Scherrer 公式 D= kλ/βcosθ 計算可知， 六種樣品的粒徑分別 為 、 、 、 、 。 有圖譜可知 均勻沉淀法 、 溶膠凝膠法、 溶劑熱法、微乳液法制得 的 粉體 峰形尖銳， 結(jié)晶較 完善 。 圖 2 氣敏元件的測試系統(tǒng)原理圖 河南師范大學本科畢業(yè)論文 3. 結(jié)果與討論 樣品的 XRD 測試 圖 3 樣品的 XRD 圖譜分析 （ 1 室溫固相合成法； 2 化學共沉淀法； 3 均勻沉淀法； 4 溶膠凝膠法； 5 溶劑熱法； 6 微乳液法） 圖 3 為樣品的 XRD 圖譜。 負載電阻 與虛擬電阻應相等。為了防止涂 敷 的不均勻等原因影響氣敏性能的測定，每種樣品涂制兩個氣敏元件 。靜置陳化 ， 抽濾 ， 干燥 。 600℃ 煅燒兩小時即得 In2O3粉體。 將其于 600℃煅燒兩小時，研細即得到 In2O3 粉體。 600℃ 煅燒兩小時，研細即得到 In2O3粉體。 將 河南師范大學本科畢業(yè)論文 粉體三等分，其中 兩 份分別 在 500℃ 、 600℃ 煅燒兩小時。 分析純 國藥集團化學試劑有限公司 NaOH 分析純 天津市化學試劑三廠 檸檬酸 分析純 天津市東麗區(qū)天大化學試劑廠 聚乙二醇 600 分析純 天津市光復精細化工研究所 無水乙醇 分析純 北京化工廠 氨水 分析純 洛陽市化學試劑廠 尿素 分析純 天津市科密試劑開發(fā)中心 聚氧乙烯十二烷基醚 正辛烷 正己醇 均為分析純 實驗儀器 電熱鼓風干燥箱（天津市中環(huán)實驗電爐有限公司） 馬弗爐（上海電機集團實驗電爐廠） 電子天平（梅特勒 .托利多儀器有限公司） 氣敏元件測試系統(tǒng)（河南漢威電子有限公司） D8X射線衍射儀（德國布魯克公司） KQ2200DB型數(shù)控超聲波清洗器（昆山市超聲儀器有限公司） 真空抽濾機 （鞏義市英峪儀器廠） 聚四氟乙烯襯底 40mL的反應釜 實驗 方法 室溫 固相合成法 準確稱取適量的 In(NO3)3 本文 采用 了 In2O3納米粉體 的幾種簡便的 化學制備方法，包括室溫固相合成法、溶劑熱法、微乳液法、溶膠凝膠法 、化學共沉淀法、均勻沉淀法等六種方法 ， 用 XRD 對材料進行表征 ， 計算表明， 粉體粒徑均在納米范圍 。 In2O3較小的電阻率可以降低氣敏材料的功耗 ，因此 可以應用到可燃氣體、有毒氣體的檢漏報警、環(huán)境氣體的監(jiān)控等領域 。 目前，半導體氣敏傳感器已發(fā)展成一大體系。 nanopowder。 以 均勻沉淀法 制備的 In2O3為基體的氣敏元件 性能最佳， 在 110℃ 的工作溫度下對 100ppm Cl2氣體的靈敏度高達 1175，并且具有良好的選擇性 ，響應－恢復時間短 等特性。 I In2O3 納米 粉體 的 不同 制備 方法 及其氣敏性能的研究 摘 要 以 In(NO3)3 采用靜態(tài)配氣法測定材料的氣敏性能發(fā)現(xiàn)所得粉體 均 對 Cl2 具有良好的氣敏性能。 and a brief analysis of gassensing mechanism was done. Its phase was analyzed by XRD. The calculation shows that particle size of In2O3 nanopowder prepared by the six methods were , , , , , . The gassensing properties of the materials were tested in static state. The result