氧化铟是一种重要的低电阻气敏材料,尤其是在氧化性气体的检测方面发挥着重要的作用。鉴于其气敏机理是表面电阻控制型,研究氧化铟的微观结构与气敏性能的的关系具有重要的意义。本文采用水热法/溶剂热法合成了不同晶型和形貌的氧化铟纳米材料,对其气敏性能及敏感机理进行了深入研究。取得如下研究成果:1.通过简便的水热反应,制备出形貌规则的立方相In₂O₃块。反应过程中碱浓度的改变可以调控立方块的大小。在氨水辅助条件下,可以获得1mm大小的单分散In₂O₃立方块。在无氨水辅助合成的情况下,立方块的尺寸变大,且煅烧时,立方块容易破碎;用强碱氢氧化钠取代氨水时,获得的立方块尺寸较小,但容易发生团聚。1mm In₂O₃立方块对乙醇蒸气具有高的灵敏度,并且具有一定的选择性。2.通过溶剂热法成功制备了具有特殊脚印状的六方相In₂O₃（h-In₂O₃）多孔纳米片。合成的h-In₂O₃纳米片长度为1mm左右,厚度不超过50 nm,分散性好,且纳米片上存在许多大小比较均匀的孔,其比表面为24.2 m2/g。研究表明乙二醇溶剂对氧化铟形貌起着重要的作用。当反应体系中无乙二醇时,只能获得分散均匀的小颗粒氧化铟;调控乙二醇的用量可以获得分散性好,结构完整的氧化铟纳米片。乙二醇的加入,诱导纳米颗粒的自组装,进而促进了稳定性好的多孔纳米片的合成。经过与无孔h-In₂O₃纳米片的光致发光和气敏性能对比发现,h-In₂O₃多孔纳米片结构具有较高的荧光强度和良好的NO2气敏性能。3.通过PVP辅助溶剂热法成功制备了h-In₂O₃多孔纳米花。对影响材料形貌以及晶型的反应溶剂、表面活性剂、反应温度、pH值、反应时间等进行了详细研究。结果表明:当只有水参与反应时,只能获得立方相块状In₂O₃,采用乙醇以及乙醇/乙二醇作为溶剂时,得到的产物为六方相的In₂O₃,其形貌分别为纳米小颗粒以及纳米片。表面活性剂PVP辅助乙醇/乙二醇溶剂热反应,有利于纳米花状结构的形成。合成的多孔花状结构In₂O₃由纳米片以及纳米棒组装而成,直径在400–600 nm之间,分散性较好。随着反应时间的增加,前驱体In（OH）3逐渐转变为InOOH,其结果与TG分析相一致;产物由c-In₂O₃向h-In₂O₃转变。气敏性能测试结果表明,h-In₂O₃多孔纳米花传感器对乙醇气体具有较高的灵敏度、较快的响应以及好的选择性。XPS分析结果显示其在280℃时具有较多的化学吸附氧O-,与气敏性能在280℃时获得较大值相一致,进而表明其气体传感机制是一种表面电阻控制模式。4.通过溶剂热法成功制备了多孔h-In₂O₃纳米棒以及介孔CeO2。合成的h-In₂O₃纳米棒为多孔结构,有利于气体的快速吸附和脱附。纳米棒长约500 nm,较小的一维纳米棒有利于气体获得较多的活性位点,增加气体的敏感性;合成的CeO2纳米球直径大约为100 nm,纳米球上有许多小孔。采用浸渍掺杂复合方法,制备了不同掺杂复合比例的CeO2/In₂O₃纳米复合材料。CeO2的加入能够提高In₂O₃对乙醇气敏性能。当复合比例为5 mol%时,该复合材料对50 ppm乙醇的灵敏度是未复合In₂O₃的3倍,最低可检测1ppm乙醇,灵敏度为2.4,且具有较好的选择性。5.采用溶剂热方法合成了MgO/In₂O₃纳米片复合材料,并对其气敏性能进行研究。氧化铟纳米片形貌比较均匀,粒径在1m左右,纳米片的厚度不超过50 nm。氧化镁颗粒大约为100 nm,较均匀地分散在氧化铟纳米片上。当工作温度为200℃时,氧化镁复合的多孔六方氧化铟纳米片对NO2表现出较好的气敏性能。与未复合的多孔六方氧化铟纳米片相比,复合材料对0.1-40 ppm NO2具有较高的灵敏度,对40 ppm NO2气体的灵敏度为323,为In₂O₃纳米片的2倍。复合材料对NO2气体灵敏度是其他气体的8倍以上,具有较好的选择性。