【摘 要】
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金属氧化物半导体（MOS）气敏传感器具有许多优点,诸如高灵敏度、小尺寸、设计简单、快速的响应/恢复时间、低成本和低功耗等,使其在气敏传感器领域独树一帜。其中,n型MOS氧化铟具有较宽的禁带宽度、高电导性与热稳定性率等特点,p型MOS四氧化三钴具有优异的催化、电化学及气敏等特性。但需要注意的是,纯金属氧化物依然存在不足之处,如灵敏度与选择性较低、工作温度较高等缺点。因此,如何提高常见金属氧化物材料的
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金属氧化物半导体（MOS）气敏传感器具有许多优点,诸如高灵敏度、小尺寸、设计简单、快速的响应/恢复时间、低成本和低功耗等,使其在气敏传感器领域独树一帜。其中,n型MOS氧化铟具有较宽的禁带宽度、高电导性与热稳定性率等特点,p型MOS四氧化三钴具有优异的催化、电化学及气敏等特性。但需要注意的是,纯金属氧化物依然存在不足之处,如灵敏度与选择性较低、工作温度较高等缺点。因此,如何提高常见金属氧化物材料的气敏性能成为当前功能材料领域的研究热点之一。本文以In2O3和Co3O4作为研究对象,主要研究工作如下:1、以In（NO3）3·x H2O为金属源,CH4N2O为沉淀剂,PEG-1000为表面活性剂,硝酸锶为掺杂剂,乙醇为溶剂,溶剂热法合成前驱体,空气氛围中500℃煅烧后可控合成Sr/In2O3微-纳结构空心球,材料具有中孔多、比表面积大（47.83m~2/g）等特点,210℃下,对100 ppm乙醇气体有24.8的响应,响应/恢复时间分别为8.2 s和31.5 s;以In Cl3·4H2O为金属源,十六烷基三甲基溴化铵为表面活性剂,硫脲为沉淀剂,硝酸锶为掺杂剂,简单水热法合成前驱体,空气中500℃煅烧后得到Sr掺杂的微-纳结构球花状In2O3,300℃下,对100 ppm乙醇气体达到14.8的响应,响应/恢复时间分别为12 s和105 s。2、以In（NO3）3·x H2O为金属源,对苯二甲酸为配体,N,N-二甲基甲酰胺作溶剂油浴制备MIL-68（In）,将MIL-68（In）浸在乙酸钴水溶液（8 mmol/L）,并在空气气氛中120℃保持2 h后阶段升温至500℃保持2 h,得到Co掺杂的六方空心In2O3（Co In-500）。六方空心Co In-500拥有较大比表面积（46.52 m~2/g）,对乙醇气体有着出色响应与选择性,210℃下对100 ppm乙醇气体有14.6的响应值,响应/恢复时间分别为21 s和107 s。3、以Co（CH3COO）2·4H2O为钴源,Na OH为沉淀剂,在紫外光辐照条件下,合成Co3O4纳米颗粒,然后使用紫外光照将Pd（NO3）2·2H2O还原至Co3O4纳米颗粒表面,制备Pd/Co3O4。对甲苯的气敏实验结果表明,光辐照法合成的Co3O4纳米颗粒气敏传感器是普通Co3O4粉体气敏传感器的3.5倍,分别为2.9和10.7,当Pd负载后,3 wt%Pd/Co3O4气敏传感器对甲苯的响应是Co3O4普通粉体气敏传感器的12倍,为36.9。
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