三維有序大孔氧化銦氣敏傳感器的設(shè)計(jì).pdf

1、氧化銦是一種被科研工作者廣泛研究的寬禁帶n型半導(dǎo)體，應(yīng)用于有毒有害氣體的檢測(cè)。但是單一的In2O3氣敏傳感器往往存在檢測(cè)溫度較高，靈敏度較低等問(wèn)題，具有較大的局限性。因此，多年來(lái)人們一直致力于通過(guò)材料改性來(lái)提高In2O3氣敏性能。貴金屬Pd，作為典型的高效催化劑，可以加速化學(xué)吸附進(jìn)程;金屬Zn元素?fù)诫s到氧化銦晶格中，會(huì)導(dǎo)致更多的結(jié)構(gòu)缺陷。三維有序大孔結(jié)構(gòu)擁有穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)和較大的比表面積，提供更多的活性吸附位點(diǎn)。本論文采用了膠晶模板法分別制

2、備出3DOM In2O3、Pd負(fù)載的3DOM In2O3和Zn摻雜的3DOM In2O3，探究了材料的組分、結(jié)構(gòu)對(duì)氣敏性能的影響，并進(jìn)行了一系列表征和機(jī)理探索。具體內(nèi)容如下:
　　1、先通過(guò)膠晶模板法制備出3DOM In2O3載體，再使用氯鈀酸作為鈀源、NaBH4作為還原劑，通過(guò)還原沉積法制備出了Pd負(fù)載的3DOM In2O3氣敏傳感器，并對(duì)NO2進(jìn)行了氣敏性能測(cè)試。結(jié)果表明，0.5wt％Pd負(fù)載的3DOM In2O3在室溫下對(duì)5

3、00ppb NO2的靈敏度高達(dá)980，相對(duì)于純3DOM In2O3不僅最佳工作溫度降低25℃，靈敏度也提高了5倍。通過(guò)掃描電鏡、透射電鏡和氮?dú)馕?脫附等溫線(xiàn)等表征手段，我們發(fā)現(xiàn)制備樣品具有排列規(guī)整、不團(tuán)聚，且相對(duì)較大的比表面積，有利于目標(biāo)氣體吸附。通過(guò)對(duì)樣品進(jìn)行X射線(xiàn)衍射、霍爾效應(yīng)和拉曼光譜等測(cè)試，我們認(rèn)為氣敏性能優(yōu)化的原因是Pd負(fù)載可以提高載流子濃度，而且Pd可以加速吸附氧的化學(xué)離解，最終導(dǎo)致耗盡層的厚度的增加，氣敏性能的提高。

4、>　　2、本章節(jié)通過(guò)膠晶模板法制備了摻雜不同摩爾比的Zn的3DOMIn2O3，并用于低濃度NO2的氣敏檢測(cè)。通過(guò)對(duì)比純3DOM In2O3和摻雜一定量Zn的3DOM In2O3對(duì)NO2的氣敏性能，我們發(fā)現(xiàn)純3DOMIn2O3在50℃時(shí)，對(duì)50ppb NO2的靈敏度僅為2，而3DOM In2O3/Zn-2.5％在50℃時(shí)對(duì)50ppb NO2的靈敏度高達(dá)30，提高了15倍左右。我們通過(guò)一系列表征探索其原因，發(fā)現(xiàn)摻入適量Zn后，3DOM In