【正文】 ds) → 2O (ads) → 2O2 (ads) 材料電導(dǎo)呈整體下降。 各種方法均有其優(yōu)點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)制備過程控制好實(shí)驗(yàn)條件至關(guān)重要。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(guān)注。因此在貫穿綠色化學(xué)、化工的理念的前提下，改進(jìn)已有的工藝條件，開發(fā)新的工藝條件制備性能優(yōu)異的 In2O3納米材料， 使其更好的造福于人 類。 在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中她不僅熱心幫我解決 實(shí)驗(yàn) 遇到的困惑 ，還 提出了很多寶貴的 意見 。 和你們共同生活和學(xué)習(xí)的四年當(dāng)中 ,我收獲了最寶 貴的友誼。 祝愿你們?cè)谏詈凸ぷ饕磺许樌?!再者 ，感謝身邊所有的朋友與同學(xué)，謝謝你們四年來的關(guān)照與寬容。沒有 婁 老師的細(xì)心指導(dǎo)，這篇論文是不可能 圓滿 完成的。雖然 In2O3氣敏機(jī)理是一個(gè)復(fù)雜的問題，它不僅涉及吸附理論、表面物化反應(yīng)、表面狀態(tài)及半導(dǎo)體電子理論等知 識(shí)，而且同一反應(yīng)往往是多種機(jī)理共同 起作用；同時(shí)，其氣敏性能與氧的存在是分不開的，從催化氧化反應(yīng)的角度出發(fā)推測氣固反應(yīng)機(jī)制、研究氣敏效應(yīng)，可以洞悉反應(yīng)機(jī)理，深入研究反應(yīng)動(dòng)力學(xué)，對(duì)改進(jìn)氣敏性能、開發(fā)新型 半 河南師范大學(xué)本科畢業(yè)論文 導(dǎo)體 氣敏材料及摻雜物質(zhì)都有著重要的指導(dǎo)意義。另外， 實(shí) 驗(yàn) 采用溶劑熱法一步合成了 In2O3，省去了生成 In(OH)3的中間過程， 無需煅燒， 簡化了 In2O3的合成工藝，合成 In2O3與傳統(tǒng)化學(xué)沉淀法合成 In2O3 的氣敏性能經(jīng)過對(duì)比，發(fā)現(xiàn)靈敏度、選擇性以及穩(wěn)定性均優(yōu)于化學(xué)沉淀法合成材料 。 影響材料氣敏性能的機(jī)制有兩種：（ 1）材料本身的表面微結(jié)構(gòu)，如表面氧吸附量決定了空間電荷的量；（ 2）材料中電子傳導(dǎo)機(jī)制，燒結(jié)后的顆粒以頸部相連，頸部的寬度是阻礙電子運(yùn)動(dòng)的主要因素，它主要取決于粒徑的大小。 + e VO 半導(dǎo)體氣敏傳感器是基于金屬氧化物與氣體發(fā)生作用電導(dǎo)率變化來檢測氣體的 。 ② 元件 響應(yīng)時(shí)間 為 5s，恢復(fù) 時(shí)間為 5s。氣體傳感器的選擇性高低用選擇性系數(shù)來表示，它表示氣體傳感器對(duì)被檢測氣體的識(shí)別以及對(duì)干擾氣體的抑制能力。 如圖所示， 當(dāng) Cl2濃度較低時(shí)，元件靈敏度較小，隨著 Cl2濃度的增加，元件吸 河南師范大學(xué)本科畢業(yè)論文 附的 Cl2分子越多，在較低 濃度 范圍內(nèi)，元件的 靈敏度 隨 Cl2濃度 增加，上升緩慢 。 該結(jié)果除 與制備方法有關(guān)，實(shí)驗(yàn)條件的控制、元件的制備 過程 等因素也 是 影響 靈敏度數(shù)據(jù) 的 因素 。 XRD 圖譜 同時(shí) 表明用溶劑熱法 河南師范大學(xué)本科畢業(yè)論文 可以一步合成 In2O3納米 粉體?；驹硎牵禾峁饷粼訜犭娫?Vh， 回路電源 Vc， 通過測試氣敏 元件串聯(lián)的負(fù)載電阻 RL上的電壓 Vout來反映氣敏元件的特性 。 2 氣敏元件的制備，老化及測試 [23] 氣敏元件的制備及老化 取 適量 600℃ 2h條件下 煅燒的 不同方法制備的納米 In2O3粉體 ， 分別 加入適量的 松樹油 粘合劑，充分研磨均勻，涂敷到 纏繞鉑絲電極的 陶瓷管表面 ， 600oC條件下，熱處理 2h。 ， 配制成溶液， 采用 雙滴加料將氨水和 In(NO3)3溶液滴入盛有一定量去離子水并 60℃ 恒溫 的燒瓶中，維持 PH=8， 持續(xù)攪拌至完全形成白色 的In(OH)3膠狀沉淀。 然后 在乳化液中滴加氨水，充分?jǐn)嚢?， 得黃色半透明液體。 有望進(jìn)一步開發(fā)對(duì)各種氧 化性氣體更加靈敏 的 In2O3氣敏 元件 ， 以 有效防止惡性事件的發(fā)生。文獻(xiàn)報(bào)道 最早見 于 1967 年 ，我國的研究起步較晚，最早見于 1995 年， 2020 年前后出現(xiàn)較大量的文獻(xiàn)報(bào)道。 gassensing properties 目 錄 摘 要： ..................................................................... I Abstract ................................................................... II 前 言 ...................................................................... 1 1 實(shí)驗(yàn)部分 ................................................................... 2 試劑與儀器 ............................................................. 2 實(shí)驗(yàn)方法 ............................................................... 2 室溫固相合成法 通過 X射線衍射分析（ XRD） 手段 對(duì)粉體 物相 進(jìn)行表征 ， 計(jì)算 粉體粒徑， 結(jié)果 表明 以上六種方法得到的 In2O3 粉體粒徑分別為 、 、 、 、 。 最后對(duì) In2O3納米材料進(jìn)行展望。 8 氣敏元件的響應(yīng) — 恢復(fù)特性 ............................................... 9 4 氣敏機(jī)理探討 ............................................................... 9 ............................................................... 11 參考文獻(xiàn) ................................................................... 13 致 謝 ..................................................................... 14 河南師范大學(xué)本科畢業(yè)論文 前 言 隨著科技的發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)中使用的氣體原料及在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的氣體數(shù)量和種類越來越多， Cl2 、 H2S、 NO煤氣、天然氣等多種有毒和可燃?xì)怏w不僅污染環(huán)境，而且可引起爆炸、火災(zāi)， 存在 使人中毒的危險(xiǎn)，隨著人們對(duì)健康認(rèn)識(shí)的不斷提高，人們?cè)谌粘Ｉ睢⒐I(yè)生產(chǎn)中不斷加強(qiáng)了防范意識(shí) [1]。 由于納米 In2O3 具有塊狀材料所不具備的表面效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)和宏觀量子隧道效應(yīng) 等 許多優(yōu)異的性能， 研究開發(fā)相關(guān)材料和器件，以實(shí)現(xiàn)對(duì)各種有毒、有害氣體的探測，對(duì)易燃?xì)怏w進(jìn)行報(bào)警，對(duì)大氣污染、 工業(yè)廢氣的檢控，具有十分重要的意義和實(shí)用價(jià)值。 和 NaOH(摩爾比 1： 3) 放入瑪瑙研缽中，充分混合后研磨 30min，超聲波分散，抽濾，干燥得到前驅(qū)體 In(OH) 600℃ 煅燒兩小時(shí)，生成 In2O3粉體。 溶膠凝膠法 將 In(NO3)3 均勻沉淀法 將 In(NO3)3 圖 1所示為元件的結(jié)構(gòu) 示意 圖： 河南師范大學(xué)本科畢業(yè)論文 圖 1 元件結(jié)構(gòu)示意圖 為了提高元件的穩(wěn)定性，將元件進(jìn)行老化處理，即將氣敏元件在 300℃ 條件下，于老化臺(tái)上老化 240h。如圖所示， 六種方法制備的粉體均為 In2O3。 Scherrer 公式中 D 表示晶粒在垂直于 (hkl)晶面方向的平均厚度； λ 為射線波長； θ 為 Bragg 角（半衍射角）； β為衍射線的本征加寬度，用衍射峰極大值一半處的寬度表示，單位為弧度。低溫 時(shí)，元件靈敏度較高；而元件在高溫 工作 時(shí)，元件表面的氧化反應(yīng)速度較快而限制了氣體的擴(kuò)散，使得元件表面被測氣體的濃度減小，而引起元件靈敏度 的降低。 可見 In2O3氣敏元件 可以滿足 檢測