一、溶胶-凝胶法制备的纳米In_2O_3气敏性能研究（论文文献综述）
赵邦渝[1]（2021）在《ZnSnO3复合气体传感材料的制备及其气敏性能研究》文中研究表明锡酸锌（ZnSnO3）对室内的主要污染气体（甲醛、苯、氨气、及二氧化碳）均敏感,是目前实验研究及商业应用中最主要的半导体金属氧化物气体传感材料。但直接用普通ZnSnO3材料对于微量气体的检测存在着灵敏度低、工作温度较高、选择性和稳定性差等缺点。所以通过控制高活性ZnSnO3纳米复合材料的合成来提高材料的电导率,改善其灵敏度、稳定性和选择性是有价值的。本文通过用不同表面活性剂水热合成了三种不同的ZnSnO3纳米材料、一步水热法合成了rGO掺杂的ZnSnO3复合材料、二步水热法合成了ZnFe2O4/ZnSnO3的复合材料及一步水热法合成了ZnWO4/ZnSnO3复合材料。具体内容如下:（1）采用不同表面活性剂通过一步水热法成功制备出了三种不同的ZnSnO3纳米晶体。利用Na F作为辅助原料,制备了具有一定分层多孔结构的ZnSnO3纳米晶体,观察发现该纳米晶体材料具有最好的灵敏度和最大的氧空位。此外,与其他两种纳米晶体传感器相比,以Na F作为辅助原料的ZnSnO3纳米晶体传感器对甲醛气体的气敏性能最优。这种具有分层多孔结构的ZnSnO3有望成为一种潜在气敏材料去检测甲醛气体。（2）采用一步水热法成功合成了不同rGO掺杂的ZnSnO3复合材料,应用X射线衍射、红外光谱分析仪、扫描电子显微镜、热重分析仪、X射线光电子能谱分析仪和比表面积分析仪对复合材料的结构形貌,热稳定性,化学组成及比表面积等进行了表征,并对目标气体（乙醇、丙酮、氨气、苯以及甲醛）进行气敏性能研究。实验结果表明,rGO掺杂ZnSnO3可以有效的改善ZnSnO3的气敏性能,其中4%rGO/ZnSnO3复合材料对30 ppm甲醛气体具有最高的灵敏度（38.9）,快速的响应恢复时间（112s,15s）,及良好的选择性和稳定性。（3）通过简单的两步水热法和随后的热处理合成了ZnFe2O4/ZnSnO3复合材料。通过XRD、XPS、BET、SEM、DR-FTIR和TEM等技术对产物的结构、形貌和组成进行了表征,并对复合材料的气敏性能进行了全面研究。ZnFe2O4/ZnSnO3复合材料由ZnSnO3立方体和类似海胆状的ZnFe2O4组成。制备的ZnFe2O4/ZnSnO3-0.25气体传感器对丙酮气体具有良好的气敏性能,包括快速的响应恢复时间（9/16 s对30 ppm的丙酮）、较低的工作温度（200℃）、长期稳定性和良好的抗湿能力。ZnFe2O4/ZnSnO3-0.25复合材料具有良好的气敏性能可能是由于其较大的比表面积、氧空位和p-n异质结。结果表明,ZnFe2O4/ZnSnO3-0.25传感器在快速、准确地检测丙酮方面具有广阔的应用前景,可用于监测环境和保护人体的健康。（4）采用一步水热法制备了ZnWO4/ZnSnO3复合材料。通过XRD、SEM、TEM、BET和XPS对ZnWO4/ZnSnO3复合材料的结构、形貌和化学成分进行了表征。ZnWO4与ZnSnO3复合后增强了甲醛气体的气敏性能,对30 ppm甲醛气体具有很好的气体响应（73）,较低的操作温度（180℃）和快速的响应恢复时间（142s/14s）。这种独特的ZnWO4/ZnSnO3复合材料可以作为一种潜在的气敏材料来检测甲醛。
包楠[2]（2021）在《静电纺丝法制备氧化铟基纳米材料及其气敏性能的研究》文中研究表明随着人类生产生活方式的不断更新变化,人们开始更加注重自身的健康问题以及生存环境的安全问题,特别是对各种有可能危害健康和破坏大气环境的有毒有害气体的加以关注。气体传感器作为一种能够监测各种气体浓度和成分的装置已经被广泛应用于众多场景,也吸引了更多人的目光。因金属氧化物半导体式气体传感器自身拥有的一系列优势,例如性能相对较好、器件结构简单以及性价比高等,而成为了许多研究人员争相报道的对象。很多时候人们评价一个气体传感器性能的优劣往往是从其灵敏度出发,而对于其它各项性能指标不够重视。事实上,气体传感器的性能从来都不是由哪一个单一指标决定的。本论文旨在检测两种目标气体,即二氧化氮和三乙胺,并致力于解决气体传感器存在的两个问题,一为加快室温气体传感器的恢复速度,二为提高气体传感器的灵敏度,具体的研究内容如下:1.使用静电纺丝法结合高温煅烧合成了一维In2O3纳米线,通过SEM、TEM对其微观形貌进行了进一步的细化。基于In2O3纳米线的传感器在NO2气敏性能测试中展现出了较高的响应值,较低的检测下限,以及良好的气体选择性。但是,在对NO2具有高响应的同时,与大多数室温NO2气体传感器类似,本文制备的传感器恢复时间较长,难以满足实际的需求。为了避免使用传统的升高温度来加快气体分子的脱附,本论文使用了波长范围为400-700 nm的可见光,并选取了合适的光照强度（4.58 m W/cm2）在传感器开始恢复的时候照射传感器的表面,通过光子激发来加速NO2分子的脱附,从而达到加速传感器恢复的效果。在机理解释部分,通过材料的XPS测试结果并且结合材料的O2-TPD测试结果解释了该传感器性能高的原因,并且系统详细地阐述了光子对NO2分子脱附的促进作用,从而使得传感器的恢复速度加快。2.成功地合成了形貌均匀连续的α-Fe2O3纳米线,并且基于α-Fe2O3纳米线的传感器在几种有机挥发性气体中对三乙胺气体展现出更高的选择性,但是整体的气敏性能指标不佳。因此,为了提高传感器的气敏性能,在α-Fe2O3组分中引入In2O3,制备了几组Fe/In不同摩尔比（9:1,4:1,1:1）的样品,分别命名为Fe1.8In0.2O3 NWs、Fe1.6In0.4O3NWs、Fe In O3 NWs。通过XRD的表征结果,详细说明了In2O3的加入量对材料物相和结晶度的影响。通过SEM的表征结果,初步从微观形貌看出In2O3的加入对整体材料的影响,In2O3的加入使材料纳米线表面的组成晶粒尺寸变小,且越来越致密,纳米线表面逐渐变得光滑。TEM的表征结果进一步确定了Fe1.6In0.4O3 NWs样品的表面细节,纳米线的表面出现了孔隙。在随后的传感器气敏性能测试中发现,基于Fe1.8In0.2O3 NWs、Fe1.6In0.4O3 NWs、Fe In O3 NWs的传感器与α-Fe2O3 NWs相比,性能都有不同程度的提升,包括对三乙胺的响应值和响应/恢复时间,最终结果显示,基于Fe1.6In0.4O3 NWs的传感器性能最佳。在气敏机理解释部分,通过结合几组样品的XPS表征结果,尤其是对材料中OV、OC含量的分析,阐述了加入In2O3使得传感器气敏性能提升的原因。
王洪涛[3]（2021）在《基于氧化锌纳米结构的光激发型气体传感器研究》文中提出近年来,气体传感器在大气质量监测、食品安全管理、家居智能控制、医疗健康诊断等方面展现了良好的应用前景。新型气体传感器的研究和开发工作也显得日益迫切,受到了广泛的关注。半导体氧化物气体传感器由于其全固态、结构简单、成本低、小尺寸、性能可调等优点,是气体传感器研究领域的前沿方向和研究热点。目前,半导体氧化物气体传感器仍然以热激发为主,具备优异气敏性能的同时也会造成稳定性不足以及一些安全隐患,并且不利于气体传感器在可穿戴设备上的应用,急需开展低温或室温型传感器研究。ZnO具有优异的物理、化学以及光学特性,已经成为一种重要的敏感材料。本论文以ZnO为基体,以光激发代替热激发实现传感器室温工作。通过纳米结构调控以及异质掺杂/修饰/复合的方式改善传感器性能。具体内容如下:由于贵金属负载是常见的改善半导体氧化物气敏性能和降低最佳工作温度的方法,本文首先通过溶剂热法制备了Au纳米颗粒负载ZnO纳米棒的传感材料。气敏测试结果表明,2 mol%Au负载后大幅度提高了ZnO纳米棒对正戊醇的响应,在260℃时对4 ppm正戊醇的响应达到71.8,响应时间为1 s,而且,还具有优异的稳定性、选择性和耐湿性。虽然通过Au负载有效地提高了ZnO纳米棒的气敏响应,但是并不能降低传感器的最佳工作温度。因此,后续的研究致力于使用光激发的方法开发室温气体传感器。光激发可以活化敏感材料表面、提高载流子浓度、降低其初始电阻,已经被报导可以实现传感器室温工作,但是传感器仍然存在灵敏度低、响应恢复速度慢等问题。基于此,我们比较了ZnO纳米棒、纳米球、纳米花等不同低维纳米结构与气敏性能的关系,并进行了敏感机理分析,为进一步提高光激发室温传感器的特性提供了实验基础和数据支持。研究中,采用水浴法制备了Co掺杂的ZnO多孔纳米球具有较大的比表面积,同时发现,Co掺杂促进了氧气在ZnO表面的吸附,氧气吸附引起的表面能带弯曲进一步提高了光生电荷的分离效率。气敏测试结果表明,1.5 mol%Co掺杂的ZnO在紫外光（6 m W/cm2）激发下,对50 ppm的HCHO气敏响应可达111.6,检测下限低至100 ppb,响应时间和恢复时间分别为32和44 s。为了对比不同纳米结构ZnO的气敏性能,采用水热法合成了ZnO纳米棒和ZnO纳米片花,用水浴法合成了ZnO多孔纳米球。利用XRD、SEM、BET、XPS、UV-vis以及阻抗谱等表征方法详细地对比了三种ZnO纳米结构的结构、形貌以及电子特性。与气敏结果对比分析表明ZnO纳米多孔球由于其较大的比表面积和较多的表面吸附氧,对NO2气体表现出了最高的气敏响应;ZnO纳米棒则由于其高结晶度、低缺陷密度以及自身独特的一维电子传输特性,表现出了最快的响应和恢复速度;ZnO纳米片花,无论是气敏响应还是响应和恢复速度均在ZnO纳米棒和ZnO纳米多孔球之间。因此,一维纳米结构与零维纳米粒子结合,能够提高传感器灵敏度的同时也获得快速的响应恢复速度。In2O3是一种对NO2具有良好选择性的氧化物,并且与ZnO的能带结构相匹配。我们在一维ZnO纳米棒的表面用原位生长法修饰In2O3纳米颗粒,获得了兼备高灵敏度和快速响应恢复速度的室温NO2气体传感器。In2O3与ZnO之间形成的异质结不仅引入了一个额外的耗尽层,而且在界面电场的作用下促进了光生电荷的分离效率,进而提高了气敏性能。在紫外光激发下In2O3-ZnO复合材料有效地提高了传感器对NO2的灵敏度和响应恢复速度,对700 ppb的NO2响应可达117.0,检测下限为50 ppb,响应时间和恢复时间分别为100和31 s。最后,采用二维（2D）ZnO纳米片和二维g-C3N4结合实现了可见光激发下的室温检测。UV-LED价格昂贵,对人体也具有一定的危害,因此,可见光激发型气体传感器具有更好的应用前景。采用超声混合和后续煅烧的方法合成了2D/2D的ZnO/g-C3N4异质复合材料,并研究了其在紫外光和可见光激发下对NO2的气敏特性。当ZnO/g-C3N4复合材料被460 nm波长的蓝光光源照射时,它对NO2的气敏响应达到最高,对7 ppm的NO2响应可达44.8,响应时间为142s,恢复时间为190 s,检测下限为38 ppb,并且具有良好的选择性和重复性。ZnO/g-C3N4复合材料在可见光下优异的气敏性能主要得益于g-C3N4在可见光区域优异的吸光度和ZnO与g-C3N4异质界面间有效的光生电荷分离。
郭太义[4]（2021）在《In2O3/CeO2基掺杂半导体材料对乙醇及乙酰丙酮气体的气敏特性研究》文中提出随着人们对生活质量水平要求的增高和国家经济的快速发展,污染气体检测的话题越来越热。不同类型气敏感传感器逐渐进入市场。截止到目前,主流的气敏传感器材料为多元金属氧化物半导体材料。这些氧化物半导体材料具有制备简单、成本低、功耗低的优点而受到了广泛的关注。伴随着工业的迅猛发展,在各种工业产品的制造中,各种有机溶剂被广泛使用,像乙醇、乙酰丙酮、甲醛等。有机溶剂具有易挥发的特点,当人们长期处于乙醇、乙酰丙酮、甲醛等气体环境中时,会出现各种不适。其中,酒敏检测器已经开始了商业应用。对于新型酒敏材料的研发引起了广大科研工作者的兴趣。在生活中,过量饮酒会损伤人们的胰岛功能,诱发各种慢性疾病。对于长期处于乙醇环境中的人们来说,是非常痛苦的。因此对于研发灵敏的酒敏测试仪器具有重要意义。乙酰丙酮是一种无色或淡黄色的透明液体,当其遇到光照的时候,会生成树脂并变成褐色。乙酰丙酮可以溶于我们生活中的各种有机溶剂,常见于各种涂料、润滑剂中,也可以作为汽油和润滑油的添加剂。正是由于乙酰丙酮存在于各种生活用品制作过程当中,各种工业制品上会有许多残留。因此,当人们长时间的接触或经皮肤吸收会损伤人们的神经系统和呼吸系统。为此,在本实验中主要研究了微型平面叉指电极气敏传感器对乙醇和乙酰丙酮的气敏特性,制备了不同的纳米复合材料。并探究了纳米复合材料对其他还原性气体,如丙酮,甲醛等气体的响应特性变化。在本论文中主要包括以下几个方面的工作:1.采用简单的溶胶-凝胶法制备了系列Fe掺杂In2O3纳米材料。制备了 In:Fe=1:1、In:Fe=4:1、In:Fe=6:1、In:Fe=8:1 的纳米颗粒,烧结温度均为 600℃,时间为4h。当In:Fe=1:1、6:1、8:1时,器件在120℃加热条件下,对酒精的响应分别为:6.363、6.875、和6.895。通过测试材料的紫外可见光吸收谱可知,当In:Fe=4:1时,带隙为1.75eV。元件对乙醇和丙酮有很好的响应,对于这两种气体的最佳检测温度分别对应于120℃和140℃,当气体浓度为30ppm时,器件的灵敏度分别为7.24和11.45。研究了光功率为100mw的370nm紫外光和400nm和430nm的可见光照射气敏元件时,元件气敏性能的改变。对于摩尔比为In:Fe=4:1的纳米材料在370nm紫外光照射下,最佳响应温度从120℃降低为110℃,对30ppm乙醇响应大小从7.24增加到了 9.5。当元件在420nm的光照射下,响应变为8.025。这是由于在光照射气敏元件的条件下,光可以及时清扫吸附在气敏元件材料表面的吸附氧。这个加速过程使得气敏材料最大限度地利用气敏元件的表面,降低表面的势垒高度,同时电子隧穿的概率增大,导致在光的照射下元件的响应出现变化。2.采用简单的溶胶-凝胶法制作了 Zn掺杂的CeO2金属氧化物纳米材料,对比了不同退火温度400℃、600℃、800℃、1000℃条件下,材料的气敏性能,发现当退火温度为1000℃时,纳米复合材料的气敏性能最好。对30ppm的乙酰丙酮有很高的选择性和响应,响应为29.5。对其他气体,30ppm甲醛、30ppm丙酮、30ppm乙醇的响应分别为7.25、8.23和2.34。用紫外可见近红外分光光度计测量了材料的带隙,带隙大小为3.35eV,并用紫外光（波长370nm,功率为100mw）照射器件,发现元件对30ppm乙酰丙酮的响应增加到了 41.3,响应时间由20s变成了 16s,恢复时间由32s变成了 28s。在紫外光照射下,测试了元件对30ppm丙酮、30ppm乙醇、30ppm甲醛的响应,响应大小对应为10.6、5.24、7.4。3.采用溶胶-凝胶法制备了不同比例Fe掺杂的In2O3/CeO2掺杂的纳米粉末颗粒,实验中制备了三种不同摩尔比的材料,对应摩尔比分别为In:Ce:Fe=0.25:0.75:1（S1）、In:Ce:Fe=0.5:0.5:1（S2）、In:Ce:Fe=0.75:0.25:1（S3）,材料的退火温度是600℃,退火时间是4h。实验中测试了材料的XRD图谱和SEM形貌图。测试了材料S1、S2、S3的紫外可见红外光吸收谱,带隙大小分别为1.65eV,1.54eV,1.51eV。通过测量发现当摩尔比In:Ce:Fe=0.25:0.75:1时,材料对乙酰丙酮的响应最大,远高于其他摩尔比例的材料。对30ppm浓度的乙酰丙酮的响应是30.526,最佳响应温度100℃。对三种材料分别用370nm、400nm、和430nm的光进行照射,光功率均为100mw,对于摩尔比为In:Ce:Fe=0.25:0.75:1的材料,对30ppm气体乙酰丙酮的响应分别是52.025、47.258和36.013。对于摩尔比为In:Ce:Fe=0.5:0.5:1的材料,在无光条件下对应的气敏响应是23.487,在370nm、400nm和430nm的光照（功率100mw）下,对乙酰丙酮的响应分别是24.241、31.4和34.23。对于摩尔比为In:Ce:Fe=0.75:0.25:1的材料S3,在无光条件下对应的气敏响应是9.025,在370nm、400nm和430nm的光照（功率100mw）下,对还原性气体乙酰丙酮的响应分别是9.31、12.102和12.015
孙梦[5]（2021）在《氧化物半导体主-客体复合材料气敏性能研究》文中认为近年来,气体传感技术飞速发展,越来越多的气体传感材料相继问世,其中半导体金属氧化物气体传感器具有灵敏度较高、成本较低、响应恢复速度快、具有长期稳定性和优异的选择性等优点,因此金属氧化物半导体成为制备气体传感器的主要材料。本论文主要采用模板法以及水热法制备出了基于ZnO以及SnO2的主-客体气敏材料,同时研究了所制备材料的相关综合气敏性能,具体研究内容如下:采用模板法和煅烧的方式,制备出一种新颖的单分散的佛甲草花状有序介孔In2O3/ZnO主-客体复合材料。该材料的花状结构颗粒直径约为1.7μm,主要由厚度约为118 nm的纳米片自组装而成,花瓣表面分布着直径约为33.49 nm的有序介孔孔道。这种独特的花状多孔结构使复合材料拥有较大的比表面积,可达到93.644 m2g-1。在室温环境下,花状In2O3/ZnO气敏材料对H2S气体具有优异的气敏响应,对100 ppm硫化氢气体的响应高达10.2,约为纯ZnO基体响应的8.5倍。该材料对硫化氢气体的检出限低至1 ppm,同时还对硫化氢气体具有优异的气体选择性。采用水热法制备出具有规则正八面体结构的多孔ZnO/SnO2主-客体复合材料,八面体颗粒的粒径大小约为2-4μm。保持水热温度为150°C,探究了水热时间对所制备材料的形貌以及气敏性能的影响,当水热时间为16 h时,所制备的ZnO/SnO2气敏材料具有最大的比表面积,可达到90.913 m2g-1。该材料在200°C下对乙醇气体表现出优异的气敏响应,当乙醇气体的浓度为100 ppm时,基于该材料的气体传感器响应可到达17.8,且对1 ppm的乙醇气体响应仍能达到2.35,响应时间仅为2.3 s。该材料对乙醇气体具有良好的选择性。采用水热法和煅烧相结合的方式制备出具有风滚草状结构的多孔ZnO微米球,小球的直径约为8±2μm,比表面积可达到94.137 m2g-1。通过一系列的对比实验确定了ZnO微米球的最佳合成条件,并对所制备的ZnO微米球的形貌以及其对氮氧化物气体的气敏性能进行了分析测试。结果表明基于该材料的气体传感器在180°C下对100ppm氮氧化物气体的响应可达到80.3,检出限低至0.5 ppm,同时对氮氧化物气体具有优异的气体选择性和长期稳定性。
宁湫洋[6]（2020）在《基于纳米InN-In2O3复合材料的气敏传感器的制备与研究》文中认为随着国民经济的飞速发展,居民对出行安全、居住品质、空气环境要求的不断提高,对灵敏度高且抗干扰性强的乙醇、甲醛、NO2等有毒有害气体传感器的要求越来越高。各类气体传感器中,半导体传感器由于制作成本低廉、功耗低、灵敏度高和稳定性强等特点,一直是研究的热点。气敏材料是气体传感器的核心,而通过掺杂与复合提升气敏材料的敏感特性是提升气体传感器性能的重要手段之一。In2O3是一种重要的气敏材料,进一步提高其敏感性也是行业内不断探究的重点问题之一。InN是一种新型的直接带隙化合物半导体,具有较小的电子有效质量、带隙宽度与较大的电子迁移率,如果将InN和In2O3复合,通过优势互补,理论上有可能开发出一种新型复合金属氮氧化物气敏材料,实现对有害气体的高性能检测。因此本文创新性地提出利用InN对In2O3进行改性,以增强其气敏响应能力,构建新型超高灵敏度的气敏传感器。本论文采取先氮化后氧化的材料生长工艺,制备出了不同形貌的纳米InN-In2O3异质结,并以其为敏感体制成新型的微型片式平面传感器,研究了它们的气敏性能,用于快速、低温检测乙醇（蒸气）、甲醛（蒸气）和NO2气体。论文的主要研究工作和成果如下:1.利用水热法制备了作为复合材料的前驱体的In2O3纳米材料,并对其进行XRD、SEM、TEM表征,结果表明所制备的In2O3纳米材料为纯净的四立方体结构;2.通过对所制备的In2O3氮化处理获得了作为基底材料的InN材料,利用XRD、SEM、TEM、EDS、XPS、PL等手段对材料的形貌和结构进行了表征,结果表明所获得的的作为基底材料的InN材料为纯净的InN纳米棒结构;3.通过对基底材料进行氧化处理,在基底上成功生长出纳米InN-In2O3松枝状结构复合材料,并以其为敏感体制成新型的微型片式平面传感器,进行了气敏性能测试。结果表明,工作温度最低为50℃时,传感器对1ppm乙醇的灵敏度达到49,响应-恢复时间最快仅为1秒,检测下限低至ppb级;4.通过改变氧化条件,成功地制备出瓶状结构纳米InN-In2O3复合材料,并以其为敏感体制作成微型平面片式传感器,进行了气敏性能测试。结果表明,该传感器对甲醛有非常高的灵敏度,工作温度低至75℃时,对600ppb的甲醛,灵敏度可达112,响应时间仅为2秒,检测浓度低至100ppb时,灵敏度仍可达12;5.进一步改变氧化条件,在InN基底上成功获得了InN-In2O3腔体纳米结构复合材料,并以其为敏感体制作成微型平面片式传感器,进行了气敏性能测试。结果表明,该敏感材料对NO2气体具有较高的灵敏度,对50ppm的NO2气体灵敏度可达1021,响应-恢复时间仅为1.5秒和2秒,其最佳测试温度为100℃。最后,对InN-In2O3复合材料的气敏特性机理进行了分析。我们认为引入InN能够显着提高In2O3对目标检测气体响应的内在原因,在于InN-In2O3复合材料的制备过程中,会在In2O3的价带边能量低于InN的界面处形成具有I型能带对准的异质结,由于异质结的生成导致大量界面缺陷氧的形成,电子的浓度及迁移速率的增加导致更多的电子与吸附在材料表面的O2发生反应,形成更多的O-和O离子。综上,我们在纯净的InN纳米棒结构基底上生长的具有“松枝状”、“瓶状”、“腔体”结构的纳米InN-In2O3复合材料作为气敏材料,对乙醇、甲醛、NO2在较低的工作温度下各自具有快速的响应和较高的灵敏度。通过与文献中In2O3基气敏材料比较发现,三种复合材料均具有优良的气敏性质,证明将InN与In2O3复合,有效的提升了In2O3气敏性能,为进一步提高In2O3敏感材料的气敏特性提供了新的研究思路。
刘子豪,彭立安,冶小芳,贾翠萍[7]（2020）在《In2O3纳米材料气敏传感器制备方法综述》文中提出氧化铟具有较宽的禁带宽度、较小的电阻率和较高的催化活性,是一种重要的n型半导体。氧化铟材料对氧化性气体和还原性气体都表现出良好的气敏性能,被广泛应用于半导体气体传感器。半导体气体传感器的性能,如灵敏度、选择性、稳定性、响应/恢复时间等,与气敏材料自身的理化性能、形貌、结构具有直接的关系。本文对近年来纳米结构的In2O3研究进展进行了综述,以In2O3纳米材料的制备方法以及所制备出的不同形貌结构进行分类介绍,对In2O3气敏传感器应用进行展望。
仇晨[8]（2020）在《纳米氧化锡和氧化铟粉体液相法制备研究》文中进行了进一步梳理纳米氧化锡和氧化铟作为重要的宽禁带N型氧化物半导体,具有热导系数大、热稳定性好、活性高、可见光透过率高等优点,被广泛应用在光电材料领域。其中,作为平板显示用ITO靶材的原料粉体,氧化锡和氧化铟的粉体特性对靶材性能好坏的影响至关重要。采用合适的制备方法及工艺参数有效调控粉体的晶型、粒径粒形以及结晶性,获得性能优异的氧化锡及氧化铟单体粉是ITO靶材制备的关键基础。本文分别以高纯金属锡（4N）和高纯金属铟（4N）为原料,采用硝酸氧化-水热法和酸溶-氨水沉淀法,制备氧化锡和氧化铟粉体,通过XRD、SEM、TEM、TG-DSC、BET等检测手段对中间产物和最终粉体的物相结构、表面形貌、热学特征以及物理特性进行表征,系统地研究制备过程中工艺参数对粉体特性的影响,并分析粉体的形成过程,为更好的制备晶型单一、粒径粒形可控、结晶性高的粉体提供理论指导。主要研究内容和结论如下:（1）硝酸氧化-水热法制备氧化锡粉体时,探究水热过程中工艺参数:pH值、水热温度和水热时间对水热产物微观特性的影响,并分析氧化锡的形成过程。结果表明:pH值、水热温度和水热时间主要影响水热产物氧化锡的粒径、结晶性以及分散性,对晶型没有影响。综合考虑产物粒径粒形以及结晶性,在pH值为5,水热温度180℃,水热时间6 h工艺条件下,可制备出颗粒尺寸3.5～6.0 nm,比表面积高达179.34 m2/g的高活性近球形纳米粉体。（2）进一步提高氧化锡的结晶性,对水热得到的纳米氧化锡进行煅烧处理,探究煅烧温度和煅烧时间对氧化锡微观特性的影响。结果表明:煅烧温度对产物结晶性以及粒径大小影响较大;煅烧时间主要影响产物形貌。在煅烧温度550℃,煅烧时间1.5 h的煅烧工艺下,可制备出颗粒尺寸15～20 nm,比表面积27.73 m2/g的高活性近球形纳米粉体。（3）酸溶-氨水沉淀法制备氧化铟纳米粉体时,探究沉淀过程中酸根离子种类、沉淀反应温度以及陈化时间对前驱体微观特性的影响,并分析前驱体粉体的形成过程。结果表明:相较于HNO3/HCl体系,HNO3/H2SO4体系室温沉淀后得到的前驱体球磨之后形貌更趋近于球形,颗粒尺寸在15～40 nm左右,结晶性更高,750℃煅烧3 h后可得到20～70 nm的近球形纳米氧化铟粉体;当沉淀反应温度由室温提高至55℃后,氢氧化铟前驱体的结晶性提高,形貌也转变为细小的氢氧化铟纳米颗粒自组装成的三维花状团簇结构;陈化时间从3 h延长至24h,前驱体氢氧化铟的颗粒长大,形貌趋于稳定,三维花状团簇结构逐渐规则,结晶性提高。（4）前驱体氢氧化铟经高温煅烧转化为立方相氧化铟。主要研究了煅烧工艺对In2O3粉体微观特性的影响,结果表明:煅烧工艺主要影响的是氧化铟的粒径粒形以及结晶性,对晶型没有影响,均为立方晶型氧化铟。在750℃煅烧3 h后可得到高结晶性、高活性、一次粒径纳米级的三维花状团簇氧化铟粉体;煅烧温度提高至1150℃,颗粒二次长大明显,生长成0.8～1.5μm的近球状颗粒。
李志成[9]（2020）在《In2O3纳米纤维表面修饰改性与其气敏性能研究》文中进行了进一步梳理金属氧化物半导体（MOSs）由于具有灵敏度高、价格低廉、稳定性好等优点,被广泛应用于气体传感器领域。然而,由于选择性差、工作温度偏高等缺点,导致氧化物半导体气体传感器在实际应用中受到严重制约。因此,如何进一步提升MOSs气体传感器的敏感特性一直是本领域的研究重点。目前,提高材料气敏性能的主要途径包括气敏材料的结构优化、贵金属或过渡金属掺杂及表面功能化等。本文中,为了获得高性能的氧化物半导体敏感材料,我们一方面从材料的结构上进行优化,采用静电纺丝法构建了由一维纳米纤维组装而成的In2O3网毡结构,提升了其比表面积以及电子传输能力;另一方面,以电纺In2O3纳米纤维（In2O3 NFs）为基体,采用金属离子掺杂和表面修饰两种改性方法,进一步优化了In2O3敏感材料的敏感特性。本论文的主要研究工作如下:（1）Sn-In2O3纳米纤维的制备及其气敏性能的研究。以In2O3 NFs为基体,利用水热法在其表面上包覆一层碳,制备了In2O3@C纳米纤维（In2O3@C NFs）,然后将其在SnCl4水溶液中进行浸泡,使Sn4+吸附在In2O3@C NFs表面上。最后,通过高温煅烧制备Sn掺杂的In2O3纳米纤维（Sn-In2O3 NFs）。X射线光电子能谱（XPS）和光致发光光谱（PL）的表征结果表明,Sn的掺杂在In2O3 NFs的表面造成了大量的氧空位,并且氧空位的浓度与Sn的掺杂量成正相关。气敏特性测试结果表明,Sn-In2O3 NFs在90℃下对1 ppm NO2的灵敏度达到44.6,与纯In2O3 NFs相比,提高了3.4倍。研究发现,Sn的表面掺杂对In2O3 NF的气敏性能的改善,主要归因于In2O3 NFs表面增加的氧空位的作用。氧空位不仅可以为气体分子提供更多的活性位点,而且作为电子施主增强材料内部的电子浓度,从而促进材料表面气体分子的吸附。（2）Co3O4/In2O3异质结中空纳米纤维的制备及气敏性能。以In2O3中空纳米纤维（In2O3HNFs）为基本材料,以硝酸钴与2-甲基咪唑为反应源,通过常温搅拌在In2O3 HNFs的表面原位生长ZIF-67,形成ZIF-67/In2O3 HNFs。然后,将ZIF-67/In2O3 HNFs在高温条件下进行退火处理制备了Co3O4/In2O3 HNFs。采用SEM、XRD以及XPS等方法对上述所得材料进行成分和结构表征。结果证明,在In2O3 NFs表面均匀形成了具有多面体形状的Co3O4纳米颗粒。气敏性能测试结果表明,Co3O4/In2O3 HNFs在80℃下对10 ppm NH3的灵敏度达到12.5,与In2O3 HNFs和纯Co3O4纳米颗粒相比,灵敏度提高了的1.7倍和2.8倍。气敏性能的提升主要归因于Co3O4和In2O3之间形成的异质结作用。当两种半导体相互接触时,因为费米能级的不同而在界面形成空间电荷层。空间电荷区的形成,可以提升敏感材料在空气中的电阻,从而有利于改善敏感材料对还原性气体的传感性能。除此之外,Co3O4作为MOF的衍生产物,具有多孔结构可以提供较大的比表面积,对于提升材料的气敏性能具有重要作用。
德钦玛[10]（2020）在《氧化铟基气敏复合材料微观结构调控及性能研究》文中研究表明氧化铟纳米材料由于其专有的性能,在光子器件、电极、高功率晶体管、气体传感器等方面具有宽阔的应用前景。将氧化铟作为基体材料并对其进行掺杂改性可提高其气敏性能。一是元素掺杂在一定程度上会阻碍纳米晶粒的生长,可导致材料表面缺陷的产生及比表面积增大从而提高其气敏性能;二是禁带宽度可能会缩短,从而增强气敏反应。本文通过简单的制备方法分别制备了掺Al氧化铟及掺Ga氧化铟材料。结合一系列表征手段对材料形貌、组成及气敏性能进行了测试。探究了材料的气敏机理,内容如下:1、使用均匀沉淀法合成了掺杂不同摩尔比Al的In2O3纳米棒状材料。改性后的材料对甲醛显示出良好的响应。In2O3/6%Al在其最佳工作温度100℃下对10 ppm甲醛响应高达73.58,相比纯In2O3,响应提升了 4倍。并且对甲醛显示出良好的选择性及稳定性。通过X射线衍射（XRD）、X射线荧光光谱（XRF）及透射电镜（TEM）表征发现Al有效掺入In2O3中并对其晶体结构产生影响,使材料形貌发生变化。利用比表面积测试（BET）、X射线光电子能谱（XPS）、光致发光光谱（PL）及紫外-可见漫反射光谱（UV-Vis）等表征手段,证实掺杂Al后的材料表面具有更多的氧缺陷并且比表面积有增大。氧缺陷数量的增加不仅可以缩短禁带宽度,使得更多电子参与反应,而且可以为氧分子提供更多吸附位点,提高化学吸附氧含量。比表面积的增大也有助于气体分子的吸附。霍尔效应（Hall）测试表明Al掺杂提高了载流子迁移率,可使得气敏反应速率提升。随着Al掺杂量的增加,材料表面氧缺陷含量逐渐升高,载流子迁移率加快,导致气敏性能增强。然而当掺杂量继续增加,氧缺陷含量开始下降,载流子迁移率降低,材料的气敏性能也随之下降。In2O3/6%Al表面相对多的氧缺陷,大的比表面积及高的载流子迁移率使得其表现出较好的气敏性能。2、通过水热法制备了掺杂不同摩尔比Ga的In2O3纳米块状材料,用于检测乙醇。In2O3材料的最佳工作温度为260℃,其中In2O3/6%Ga对100 ppm乙醇的响应为160,是纯In2O3的2倍,并且对乙醇显示出良好的选择性及稳定性。结合各表征分析结果可知,掺杂Ga后的氧化铟晶格以及材料表面氧状态发生了变化。晶格参数的下降说明Ga成功掺入In2O3中。Ga掺杂使得In2O3/6%Ga化学吸附氧含量的增加,进而提高材料对乙醇的灵敏度。
二、溶胶-凝胶法制备的纳米In_2O_3气敏性能研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、溶胶-凝胶法制备的纳米In_2O_3气敏性能研究（论文提纲范文）
（1）ZnSnO3复合气体传感材料的制备及其气敏性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1 章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 半导体金属氧化物ZnSnO_3 |
| 1.2.1 ZnSnO_3材料的晶体结构 |
| 1.2.2 ZnSnO_3材料的基本性质 |
| 1.2.3 ZnSnO_3材料的制备方法 |
| 1.3 提高ZnSnO_3半导体材料气敏性能的方法 |
| 1.4 ZnSnO_3半导体材料在气体传感中的应用 |
| 1.5 选题依据和主要研究内容 |
| 1.5.1 选题依据 |
| 1.5.2 主要内容 |
| 1.5.3 本课题的创新点 |
| 第2章 水热法合成分层多孔的ZnSnO_3纳米立方体及其气敏性能研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 实验试剂 |
| 2.2.2 实验仪器 |
| 2.2.3 分层多孔ZnSnO_3材料的制备 |
| 2.2.4 分层多孔ZnSnO_3材料的表征 |
| 2.2.5 气敏元件制备和气敏性能测试 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 样品的结构与形貌 |
| 2.3.2 样品的光学性能分析 |
| 2.3.3 样品的气敏性能分析 |
| 2.3.4 样品的气敏机理分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 rGO/ZnSnO_3复合材料的制备及其气敏性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验试剂 |
| 3.2.2 实验仪器 |
| 3.2.3 分层多孔ZnSnO_3材料的制备 |
| 3.2.4 分层多孔ZnSnO_3材料的表征 |
| 3.2.5 气敏元件制备和气敏性能测试 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 样品的结构与形貌 |
| 3.3.2 样品的热稳定性 |
| 3.3.3 样品的XPS分析 |
| 3.3.4 样品的BET分析 |
| 3.3.5 气敏性能测试 |
| 3.3.6 气敏机理分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 水热法制备ZnFe_2O_4/ZnSnO_3纳米复合材料及其增强的丙酮气敏性能.. |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 实验试剂 |
| 4.2.2 实验仪器 |
| 4.2.3 ZnFe_2O_4/ZnSnO_3复合材料的制备 |
| 4.2.4 分层多孔ZnSnO_3材料的表征 |
| 4.2.5 气敏元件制备和气敏性能测试 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 样品的结构与形貌 |
| 4.3.2 样品的比表面积分析 |
| 4.3.3 样品的气敏性能分析 |
| 4.3.4 样品的气敏机理分析 |
| 4.4 本章小节 |
| 第5章 一步水热合成ZnWO_4/ZnSnO_3复合材料及对甲醛气体的气敏性能研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 实验试剂 |
| 5.2.2 实验仪器 |
| 5.2.3 ZnWO_4/ZnSnO_3复合材料的制备 |
| 5.2.4 分层多孔ZnSnO_3材料的表征 |
| 5.2.5 气敏元件制备和气敏性能测试 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 样品的结构与形貌 |
| 5.3.2 样品的比表面积分析 |
| 5.3.3 样品的气敏性能分析 |
| 5.3.4 样品的气敏机理分析 |
| 5.4 本章小节 |
| 第6 章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 |
| A.硕士期间发表的论文 |
| B.硕士期间申请的发明专利及参与的项目 |
| C.硕士期间获得的奖励 |
（2）静电纺丝法制备氧化铟基纳米材料及其气敏性能的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 气体传感器 |
| 1.2.1 气体传感器概述 |
| 1.2.2 气体传感器分类 |
| 1.3 金属氧化物半导体气体传感器 |
| 1.3.1 金属氧化物半导体气体传感器概述 |
| 1.3.2 金属氧化物半导体气体传感器发展历史 |
| 1.3.3 金属氧化物半导体气体传感器性能指标 |
| 1.3.4 金属氧化物半导体气体传感器敏感材料制备方法 |
| 1.4 静电纺丝法 |
| 1.4.1 静电纺丝法背景 |
| 1.4.2 静电纺丝装置及原理 |
| 1.4.3 静电纺丝技术参数 |
| 1.5 本论文主要内容 |
| 第二章 基于可见光照射的In_2O_3纳米线高性能室温NO_2气体传感器研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 气敏材料的制备 |
| 2.2.2 气敏材料的表征 |
| 2.2.3 传感器件的制作 |
| 2.2.4 气敏性能的测试 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 结构与形貌分析 |
| 2.3.2 气敏性能分析 |
| 2.3.3 气敏机理分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 基于In/Fe共混氧化物的三乙胺气体传感器研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 气敏材料的制备 |
| 3.2.2 气敏材料的表征 |
| 3.2.3 传感器件的制作 |
| 3.2.4 气敏性能的测试 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 结构与形貌分析 |
| 3.3.2 气敏性能分析 |
| 3.3.3 气敏机理分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 总结与展望 |
| 4.1 总结 |
| 4.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录:作者在攻读硕士学位期间发表的论文 |
（3）基于氧化锌纳米结构的光激发型气体传感器研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 气体传感器的分类 |
| 1.3 半导体氧化物气体传感器 |
| 1.3.1 半导体氧化物气体传感器发展趋势 |
| 1.3.2 气敏传感机理 |
| 1.3.3 实现室温检测的方法 |
| 1.4 基于ZnO的光激发型气体传感器 |
| 1.4.1 ZnO纳米材料的晶体结构 |
| 1.4.2 光激发型气体传感器的研究进展 |
| 1.4.3 传感特性参数 |
| 1.4.4 改善气敏性能的方法 |
| 1.5 选题思路及本文研究内容 |
| 第二章 Au纳米颗粒负载ZnO纳米棒复合材料气敏性能的研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 Au修饰ZnO复合材料的制备 |
| 2.2.2 敏感材料表征方法 |
| 2.2.3 传感器件的制作与气敏测试流程 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 表征结果 |
| 2.3.2 气敏性能结果与分析 |
| 2.3.3 气敏机理探讨 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 紫外光激发下Co掺杂ZnO的气敏性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 Co掺杂ZnO复合材料的制备 |
| 3.2.2 敏感材料的表征方法 |
| 3.2.3 传感器件的制作与气敏测试流程 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 Co-ZnO复合材料的表征结果 |
| 3.3.2 气敏性能结果与分析 |
| 3.3.3 气敏机理探讨 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 紫外光激发下不同纳米结构ZnO的气敏性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 三种不同纳米结构的ZnO的制备 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 不同纳米结构ZnO的表征结果 |
| 4.3.2 不同纳米结构ZnO的 NO_2气敏性能 |
| 4.3.3 ZnO在紫外光激发下的气敏机理 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 紫外光激发下In_2O_3/ZnO纳米材料的气敏性能研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 In_2O_3纳米颗粒修饰ZnO纳米棒复合材料的制备 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 表征结果 |
| 5.3.2 气敏性能结果与分析 |
| 5.3.3 ZnO/In_2O_3复合材料的气敏机理探讨 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 可见光激发下2D/2D ZnO/g-C_3N_4复合材料气敏性能研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 实验部分 |
| 6.2.1 ZnO/g-C_3N_4复合材料制备 |
| 6.2.2 敏感材料表征 |
| 6.3 结果与讨论 |
| 6.3.1 表征结果 |
| 6.3.2 气敏性能结果与分析 |
| 6.3.3 ZnO/g-C_3N_4复合材料的气敏机理探讨 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
| 致谢 |
（4）In2O3/CeO2基掺杂半导体材料对乙醇及乙酰丙酮气体的气敏特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 概述 |
| 1.2 氧化物半导体气敏传感器的研究进展 |
| 1.2.1 气敏材料的研究进展 |
| 1.2.2 半导体金属传感器的类型 |
| 1.3 光激发气敏传感器的现状 |
| 1.4 光激发气敏传感器的机理研究 |
| 1.5 半导体金属氧化物气敏原理 |
| 1.6 研究目的与内容 |
| 第二章 样品的制备、测试与表征方法 |
| 2.1 样品的制备 |
| 2.2 材料的表征方法 |
| 2.3 气敏元件的制备和测试原理 |
| 2.3.1 气敏元件的制备和测试原理 |
| 第三章 Fe掺杂In_2O_3的气敏传感器的制备与多波长光激发条件下乙醇气敏性能的研究 |
| 3.1 材料的制备与表征 |
| 3.1.1 Fe掺杂In_2O_3纳米粉末的制备 |
| 3.1.2 Fe掺杂In_2O_3纳米粉末的表征 |
| 3.2 Fe掺杂In_2O_3粉末的气敏响应讨论 |
| 3.2.1 Fe掺杂In_2O_3粉末的气敏响应讨论 |
| 3.2.2 光照对气敏元件参数的影响 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 多波长光激发下Zn掺杂CeO_2纳米材料对丙酮气体气敏性能研究 |
| 4.1 Zn掺杂CeO_2纳米材料的制备与表征 |
| 4.1.1 Zn掺杂CeO_2纳米材料的制备 |
| 4.1.2 Zn掺杂CeO_2纳米材料的表征 |
| 4.2 Zn掺杂CeO_2纳米粉末材料对乙酰丙酮测试结果与机理讨论 |
| 4.2.1 无光条件下平面叉指型气敏传感器对乙酰丙酮的响应 |
| 4.2.3 紫外光照条件下平面叉指型气敏传感器对乙酰丙酮的响应 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 Fe掺杂In_2O_3/CeO_2对乙酰丙酮的气敏特性研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 Fe掺杂In_2O_3/CeO_2纳米材料的制备与表征 |
| 5.2.1 Fe掺杂In_2O_3/CeO_2纳米材料的制备 |
| 5.2.2 Fe掺杂In_2O_3/CeO_2纳米材料的表征 |
| 5.3 纳米复合材料对乙酰丙酮的气敏响应结果与机理讨论 |
| 5.4 光照对平面叉指电极气敏传感器气敏参数影响 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 实验展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（5）氧化物半导体主-客体复合材料气敏性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 气体传感器研究进展 |
| 1.2.1 气体传感器种类 |
| 1.2.2 金属氧化物半导体气体传感器 |
| 1.2.3 金属氧化物材料常见的合成方法及其应用 |
| 1.2.4 提高金属氧化物半导体气体传感器性能的主要途径 |
| 1.3 多孔材料 |
| 1.3.1 介孔材料 |
| 1.3.2 制备多孔材料的方法 |
| 1.3.3 多孔材料的应用 |
| 1.4 气体传感机理 |
| 1.4.1 吸附/解吸模型 |
| 1.4.2 体电阻控制机理 |
| 1.4.3 气体扩散控制机理 |
| 1.5 本论文研究目的与意义 |
| 1.6 本论文研究内容 |
| 第2章 化学试剂与测试仪器及表征方法 |
| 2.1 化学试剂 |
| 2.2 实验仪器和设备 |
| 2.3 主要表征方法和测试设备 |
| 2.3.1 X射线衍射(XRD)分析 |
| 2.3.2 场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)和能量色散谱(EDS)分析 |
| 2.3.3 透射电子显微镜(TEM)分析 |
| 2.3.4 氮气吸附-解吸附测试分析 |
| 2.4 气体传感器性能测试 |
| 2.4.1 室温下气体传感器性能测试 |
| 2.4.2 高温下气体传感器性能测试 |
| 2.4.3 气体传感器性能测试的操作流程及其响应计算 |
| 第3章 佛甲草状有序多孔In_2O_3/ZnO复合材料的制备及其气敏性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.3 有序多孔In_2O_3/ZnO气敏材料的最佳合成条件探究及形貌控制 |
| 3.3.1 样品最佳In含量的确定 |
| 3.3.2 样品最佳搅拌温度的确定 |
| 3.4 有序多孔In_2O_3/ZnO气敏材料的结构表征 |
| 3.4.1 XRD分析 |
| 3.4.2 氮气吸附-解吸附测试分析 |
| 3.4.3 TEM和 HRTEM分析 |
| 3.4.4 X射线光电子能谱(XPS)分析 |
| 3.4.5 元素分布分析 |
| 3.5 有序多孔In_2O_3/ZnO气敏材料的气敏性能测试 |
| 3.6 有序多孔In_2O_3/ZnO气敏材料的气敏机理 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 规则正八面体状多孔ZnO/SnO_2复合材料的制备及其气敏性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.3 ZnO/SnO_2气敏材料的结构及形貌表征 |
| 4.3.1 XRD分析 |
| 4.3.2 扫描电子显微镜(SEM)分析 |
| 4.3.3 X射线光电子能谱(XPS)分析 |
| 4.3.4 元素分布分析 |
| 4.3.5 氮气吸附-解吸附测试分析 |
| 4.3.6 TEM和 HRTEM分析 |
| 4.4 ZnO/SnO_2气敏材料的气敏性能测试 |
| 4.5 ZnO/SnO_2气敏材料的气敏机理 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 风滚草状ZnO微米球的制备及其气敏性能研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.3 风滚草状ZnO气敏材料的最佳合成条件的探究 |
| 5.4 风滚草状ZnO气敏材料的形貌分析 |
| 5.4.1 不同水热时间下制备样品(ZnO-120-t)的形貌分析 |
| 5.4.2 不同水热温度下制备样品(ZnO-T-9)的形貌分析 |
| 5.5 风滚草状ZnO气敏材料的结构表征 |
| 5.5.1 XRD分析 |
| 5.5.2 氮气吸附-解吸附测试分析 |
| 5.5.3 TEM和 HRTEM分析 |
| 5.5.4 X射线光电子能谱(XPS)分析 |
| 5.6 风滚草状ZnO微米球的气敏性能测试 |
| 5.7 风滚草状ZnO微米球的气敏机理 |
| 5.8 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论及创新点 |
| 6.1.1 结论 |
| 6.1.2 创新点 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的成果 |
| 致谢 |
（6）基于纳米InN-In2O3复合材料的气敏传感器的制备与研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究的背景和意义 |
| 1.2 气敏传感器 |
| 1.2.1 复合型气敏材料 |
| 1.2.2 气敏传感器的类型与应用 |
| 1.2.3 平面型气敏传感器件的设计 |
| 1.3 实验的主要设备和仪器 |
| 1.4 气敏材料的主要制备方法 |
| 1.4.1 化学气相沉积法 |
| 1.4.2 磁控溅射法 |
| 1.4.3 分子束外延法 |
| 1.4.4 溶胶-凝胶法 |
| 1.4.5 微乳液法 |
| 1.4.6 模板法 |
| 1.4.7 静电纺丝法 |
| 1.4.8 水热法 |
| 1.5 表征手段与测试方法 |
| 1.6 论文研究的主要内容 |
| 第2章 纳米InN基底材料的制备与表征 |
| 2.1 基底材料的制备 |
| 2.1.1 纳米In_2O_3材料的制备 |
| 2.1.2 纳米InN的制备 |
| 2.2 基底材料的表征 |
| 2.2.1 基底材料的XRD表征 |
| 2.2.2 基底材料的SEM表征 |
| 2.2.3 InN基底材料的EDS表征 |
| 2.2.4 InN基底材料的TEM表征 |
| 2.2.5 InN基底材料的XPS表征 |
| 2.2.6 InN基底材料的PL表征 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 松枝状InN-In_2O_3的制备及其乙醇气敏特性研究 |
| 3.1 松枝状InN-In_2O_3材料的制备 |
| 3.2 松枝状InN-In_2O_3材料的表征 |
| 3.2.1 松枝状InN-In_2O_3的XRD表征 |
| 3.2.2 松枝状InN-In_2O_3的SEM表征 |
| 3.2.3 松枝状InN-In_2O_3的EDS表征 |
| 3.2.4 松枝状InN-In_2O_3的TEM表征 |
| 3.2.5 松枝状InN-In_2O_3的XPS表征 |
| 3.3 松枝状InN-In_2O_3 的气敏性能测试 |
| 3.3.1 最佳工作温度测试 |
| 3.3.2 不同浓度气体灵敏度测试 |
| 3.3.3 气体响应-恢复特性测试 |
| 3.3.4 气体选择性测试 |
| 3.3.5 可重复性测试 |
| 3.3.6 气敏性能比较 |
| 3.4 松枝状InN-In_2O_3的乙醇气敏特性机理分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 瓶状InN-In_2O_3的制备及其甲醛气敏特性研究 |
| 4.1 瓶状InN-In_2O_3材料的制备 |
| 4.2 瓶状InN-In_2O_3材料的表征 |
| 4.2.1 瓶状InN-In_2O_3的XRD表征 |
| 4.2.2 瓶状InN-In_2O_3的SEM表征 |
| 4.2.3 瓶状InN-In_2O_3的EDS表征 |
| 4.2.4 瓶状InN-In_2O_3的TEM表征 |
| 4.2.5 瓶状InN-In_2O_3的XPS表征 |
| 4.3 瓶状InN-In_2O_3的气敏性能测试 |
| 4.3.1 最佳工作温度测试 |
| 4.3.2 不同浓度气体灵敏度测试 |
| 4.3.3 气体响应-恢复特性测试 |
| 4.3.4 气体选择性测试 |
| 4.3.5 湿度与灵敏度关系测试 |
| 4.3.6 可重复性测试 |
| 4.3.7 气敏性能比较 |
| 4.4 瓶状InN-In_2O_3的甲醛气敏特性机理分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 腔体InN-In_2O_3的制备及其NO_2气敏特性研究 |
| 5.1 腔体InN-In_2O_3材料的制备 |
| 5.2 腔体InN-In_2O_3材料的表征 |
| 5.2.1 腔体InN-In_2O_3的XRD表征 |
| 5.2.2 腔体InN-In_2O_3的SEM表征 |
| 5.2.3 腔体InN-In_2O_3的EDS表征 |
| 5.2.4 腔体InN-In_2O_3的TEM表征 |
| 5.2.5 腔体InN-In_2O_3的XPS表征 |
| 5.3 腔体InN-In_2O_3 的气敏性能测试 |
| 5.3.1 最佳工作温度测试 |
| 5.3.2 不同浓度气体灵敏度测试 |
| 5.3.3 气体响应-恢复特性测试 |
| 5.3.4 气体选择性测试 |
| 5.3.5 可重复性测试 |
| 5.3.6 气敏性能比较 |
| 5.4 腔体InN-In_2O_3的NO_2气敏特性机理分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 在学期间所取得的科研成果 |
| 致谢 |
（7）In2O3纳米材料气敏传感器制备方法综述（论文提纲范文）
| 1 In2O3气敏材料的制备方法及形貌结构 |
| 1.1 静电纺丝法 |
| 1.2 水热法 |
| 1.3 溶胶-凝胶法 |
| 1.4 模板法 |
| 1.5 化学气相沉积法 |
| 1.6 微乳液法 |
| 2 展望 |
（8）纳米氧化锡和氧化铟粉体液相法制备研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 前言 |
| 1.2 纳米半导体氧化物材料特性 |
| 1.2.1 纳米材料特性 |
| 1.2.2 纳米氧化锡特性 |
| 1.2.3 纳米氧化铟特性 |
| 1.3 纳米氧化锡和氧化铟材料的应用现状 |
| 1.3.1 在气敏传感器的应用 |
| 1.3.2 在催化方面的应用 |
| 1.3.3 在光电领域的应用 |
| 1.4 氧化锡和氧化铟在平板显示用ITO靶材中的应用 |
| 1.4.1 平板显示用ITO靶材的研究现状 |
| 1.4.2 ITO靶材用氧化锡和氧化铟粉体的要求 |
| 1.5 纳米半导体氧化物的合成方法 |
| 1.5.1 固相化学反应法 |
| 1.5.2 化学气相沉积法 |
| 1.5.3 溶胶凝胶法 |
| 1.5.4 微乳液法 |
| 1.5.5 沉淀法 |
| 1.5.6 水热法 |
| 1.6 本课题的研究意义和研究内容 |
| 1.6.1 研究意义 |
| 1.6.2 研究内容 |
| 2 实验过程及方法 |
| 2.1 实验路线 |
| 2.2 实验原料和设备 |
| 2.2.1 实验原料 |
| 2.2.2 实验设备 |
| 2.3 粉体的制备 |
| 2.3.1 SnO_2粉体的制备 |
| 2.3.2 In_2O_3粉体的制备 |
| 2.4 粉体的表征 |
| 2.4.1 X射线衍射分析 |
| 2.4.2 电镜分析 |
| 2.4.3 同步热分析 |
| 2.4.4 比表面积测定 |
| 3 纳米氧化锡粉体硝酸氧化-水热法制备研究 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 纳米氧化锡制备过程中参数研究 |
| 3.2.1 pH值对水热产物性能的影响 |
| 3.2.2 水热温度对水热产物性能的影响 |
| 3.2.3 水热时间对水热产物性能的影响 |
| 3.3 纳米氧化锡煅烧工艺参数研究 |
| 3.3.1 水热产物的热分析 |
| 3.3.2 煅烧温度对煅烧产物性能的影响 |
| 3.3.3 煅烧时间对煅烧产物性能的影响 |
| 3.4 氧化锡形成过程分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 纳米氧化铟粉体酸溶-氨水沉淀法制备研究 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 氧化铟制备过程中沉淀工艺参数研究 |
| 4.2.1 酸根离子种类对前驱体性能的影响 |
| 4.2.2 沉淀反应温度对前驱体性能的影响 |
| 4.2.3 陈化时间对前驱体性能的影响 |
| 4.3 氧化铟制备过程中煅烧工艺参数研究 |
| 4.3.1 煅烧温度对煅烧产物性能的影响 |
| 4.3.2 两段式煅烧对煅烧产物性能的影响 |
| 4.4 花状氧化铟形成过程分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果 |
| 致谢 |
（9）In2O3纳米纤维表面修饰改性与其气敏性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 气体传感器 |
| 1.1.1 气体传感器简介 |
| 1.1.2 气体传感器的分类 |
| 1.2 金属氧化物半导体气体传感器 |
| 1.2.1 金属氧化物半导体气体传感器简介 |
| 1.2.2 金属氧化物半导体气体传感器的性能参数 |
| 1.2.3 金属氧化物半导体气体传感器气敏机理 |
| 1.2.4 金属氧化物半导体气体传感器存在的问题及气敏性能提升方法 |
| 1.3 In_2O_3气敏材料的研究进展 |
| 1.3.1 In_2O_3气敏材料的制备方法 |
| 1.3.2 In_2O_3气体传感器的研究现状 |
| 1.4 论文选题依据和主要研究内容 |
| 第二章 Sn-In_2O_3纳米纤维的氧空位调控与其气敏性能研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验药品与仪器 |
| 2.2.1 实验药品 |
| 2.2.2 实验仪器 |
| 2.3 材料制备 |
| 2.3.1 In_2O_3纳米纤维的制备 |
| 2.3.2 In_2O_3@C纳米纤维的制备 |
| 2.3.3 Sn-In_2O_3纳米纤维的制备 |
| 2.4 Sn-In_2O_3纳米纤维的结构及形貌表征 |
| 2.4.1 XRD表征 |
| 2.4.2 SEM、TEM和 EDX表征 |
| 2.4.3 XPS表征 |
| 2.4.4 PL表征 |
| 2.4.5 氧空位产生机制 |
| 2.5 Sn-In_2O_3气敏元件的制备 |
| 2.6 Sn-In_2O_3气敏元件的气敏性能 |
| 2.7 Sn-In_2O_3气敏元件的气敏机理 |
| 2.8 本章小结 |
| 第三章 Co_3O_4/In_2O_3 异质结中空纳米纤维制备及其气敏性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验药品及仪器 |
| 3.2.1 实验药品 |
| 3.2.2 实验仪器 |
| 3.3 材料制备 |
| 3.3.1 In_2O_3中空纳米纤维的制备 |
| 3.3.2 Co_3O_4/In_2O_3 异质结中空纳米纤维的制备 |
| 3.3.3 Co_3O_4纳米颗粒制备 |
| 3.4 Co_3O_4/In_2O_3 异质结中空纳米纤维的结构及形貌表征 |
| 3.4.1 XRD表征 |
| 3.4.2 SEM表征 |
| 3.4.3 XPS表征 |
| 3.5 Co_3O_4/In_2O_3 气敏元件的制备 |
| 3.6 Co_3O_4/In_2O_3 气敏元件的气敏性能 |
| 3.7 Co_3O_4/In_2O_3 气敏元件的气敏机理 |
| 3.8 本章小结 |
| 第四章 总结 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的文章 |
（10）氧化铟基气敏复合材料微观结构调控及性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 气体传感器概述 |
| 1.2 半导体气体传感器概述 |
| 1.2.1 半导体气敏传感器工作原理 |
| 1.2.2 半导体气敏材料的制备方法 |
| 1.3 氧化铟气敏材料概述 |
| 1.3.1 氧化铟在检测各类气体中的应用 |
| 1.3.2 氧化铟气敏材料的改性 |
| 1.4 本论文主要研究的目的意义及内容 |
| 1.4.1 本论文主要研究的目的意义 |
| 1.4.2 本论文主要研究内容 |
| 第二章 Al掺In_2O_3复合材料的制备及气敏性能研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 实验主要试剂与仪器 |
| 2.2.2 In_2O_3/x%Al的制备 |
| 2.2.3 材料的表征 |
| 2.2.4 气敏传感器制备和性能测试 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 煅烧温度的选择 |
| 2.3.2 Al掺杂In2O_3材料表征分析 |
| 2.3.3 材料气敏性能表征 |
| 2.3.4 材料表面性质表征 |
| 2.3.5 气敏机理研究 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 Ga修饰增强In_2O_3的C_2H_5OH检测性能 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验主要试剂与仪器 |
| 3.2.2 材料的制备 |
| 3.2.3 材料的表征 |
| 3.2.4 气敏传感器制备和性能测试 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 煅烧温度对氧化铟的影响 |
| 3.3.2 Ga掺杂In_2O_3样品表征分析 |
| 3.3.3 In_2O_3样品气敏性能检测 |
| 3.3.4 材料表面性质表征 |
| 3.3.5 气敏机理研究 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 研究成果及发表的学术论文 |
| 作者和导师简介 |
| 附件 |
四、溶胶-凝胶法制备的纳米In_2O_3气敏性能研究（论文参考文献）
- [1]ZnSnO3复合气体传感材料的制备及其气敏性能研究[D]. 赵邦渝. 重庆工商大学, 2021(08)
- [2]静电纺丝法制备氧化铟基纳米材料及其气敏性能的研究[D]. 包楠. 江南大学, 2021(01)
- [3]基于氧化锌纳米结构的光激发型气体传感器研究[D]. 王洪涛. 吉林大学, 2021(01)
- [4]In2O3/CeO2基掺杂半导体材料对乙醇及乙酰丙酮气体的气敏特性研究[D]. 郭太义. 山东大学, 2021(12)
- [5]氧化物半导体主-客体复合材料气敏性能研究[D]. 孙梦. 长春理工大学, 2021
- [6]基于纳米InN-In2O3复合材料的气敏传感器的制备与研究[D]. 宁湫洋. 吉林大学, 2020(03)
- [7]In2O3纳米材料气敏传感器制备方法综述[J]. 刘子豪,彭立安,冶小芳,贾翠萍. 山东化工, 2020(18)
- [8]纳米氧化锡和氧化铟粉体液相法制备研究[D]. 仇晨. 郑州大学, 2020(02)
- [9]In2O3纳米纤维表面修饰改性与其气敏性能研究[D]. 李志成. 东北师范大学, 2020(02)
- [10]氧化铟基气敏复合材料微观结构调控及性能研究[D]. 德钦玛. 北京化工大学, 2020(02)