针对气敏传感领域中应用最为广泛的金属氧化物In2O3气敏材料普遍存在的工作温度高和气体选择性差的问题,在本论文中,我们合成了Ag-In2O3复合材料和In2O3/Fe2O3-MXene复合材料,来改善In2O3的气敏性能。通过表征材料的结构和形貌,找到最适复合比例,研究复合材料的气敏性质。主要的内容如下:一、贵金属Ag修饰In2O3的制备:通过水热合成及研磨煅烧的方法,改变煅烧温度和调控贵金属Ag的含量,制备了三维多孔核桃状形貌的Ag-In2O3复合材料。一方面,我们探究了煅烧温度对Ag-In2O3复合材料结构和形貌的影响。在煅烧温度为550℃时In2O3为六方相结构;随着煅烧温度增加至600℃,In2O3为六方相和立方相共存;当煅烧温度继续提升至650℃,In2O3材料为单一的立方相结构。结果表明煅烧温度越高,三维多孔核桃状形貌越规则均匀,孔径尺寸越大。我们探究了煅烧温度对材料的乙醇气体传感性能的影响,结果表明在煅烧温度为650℃时制备的Ag-In2O3气敏材料对乙醇气体的响应高于煅烧温度为550℃和600℃制备的材料,这说明了立方相结构有助于提高材料对乙醇的响应。另一方面,通过调控贵金属Ag的含量,我们发现Ag-In2O3对乙醇气体的灵敏度均优于In2O3,尤其在煅烧温度为650℃且Ag/In质量比为7%的Ag-In2O3复合材料对乙醇的灵敏度最高,是In2O3的6.9倍,这说明了掺杂一定含量的贵金属Ag可以提高材料的灵敏度。Ag-In2O3气敏性能的提高归因于贵金属Ag的催化作用、独特的三维多孔核桃状形貌以及高煅烧温度导致材料具有较大的孔径尺寸。以上因素的协同作用,加速了材料表面的电子转移和乙醇气体的扩散,有利于氧分子在材料表面的吸附,因此,Ag-In2O3材料对乙醇气体的响应显著地提高。二、In2O3/Fe2O3-MXene复合材料的制备:采用加入过渡金属氧化物α-Fe2O3和高导电性的层状Ti3C2TxMXene与In2O3形成复合材料的策略,通过两步水热合成法制备了具有高比表面积的In2O3/Fe2O3-MXene复合材料。我们研究了Fe/In摩尔比和Ti3C2TxMXene含量对丙酮气体气敏性能的影响。结果表明,过渡金属氧化物及MXene的引入提升了In2O3材料对丙酮的气敏性能,具体表现在工作温度降低、灵敏度提高了4.3倍、响应速度加快,并且检测限低至5 ppm。复合材料In2O3/Fe2O3-MXene气敏性能的提高得益于In2O3/Fe2O3和Ti3C2TxMXene之间的协同作用。一方面,α-Fe2O3的引入改善了复合材料的形貌。与长方体形貌的In2O3材料相比,片状形貌的In2O3/Fe2O3复合材料为丙酮分子的吸附提供了更多的活性位点。另一方面,Ti3C2TxMXene拥有丰富的官能团,具有高导电率,有益于加速电子的转移并为丙酮分子提供大量的活性位点和吸附通道。同时,MXene的层状结构可作为固定基质抑制了In2O3/Fe2O3纳米片/颗粒的聚集。因此,基于协同作用,复合材料In2O3/Fe2O3-MXene对丙酮气体的灵敏度显著地提高。