[发明专利]一种星型花状氧化铟、及其制备方法及应用

说明书

技术领域

本发明涉及多孔纳米材料传感领域，具体涉及一种星型花状氧化铟（In₂O₃）、及其制备方法及应用。

背景技术

随着全球工业化进程加快、科技的进步以及汽车保有量的急剧增加，排入大气环境中的有毒有害及易燃易爆气体种类越来越复杂，含量也越来越多。另外，近几年日益严重的雾霾天气已影响到人们的日常生活，经研究发现NO₂排放量的增多是雾霾形成的重要因素。我国最新颁布的《环境空气质量标准》（GB3095-2012）规定，NO₂标准时均、日均、年均浓度限值分别为200μg/m³、80μg/m³和40μg/m³。为了满足监测装置小型化和轻量化的要求，实现方便、零活的测量，利用气体传感器代替各种分析仪器来监测大气中的NO₂已经逐渐成为一种发展趋势。

金属氧化物半导体式传感器由于其灵敏度高、响应恢复速度快、便于集成化且具有检测转换一体化的特性成为气体传感器研究领域的热点。通过敏感材料在待测气体中的电导或电阻变化来检测气体成分及浓度等信息。当将传感器置于某气氛中时在氧化物半导体表面发生气体的吸脱附或相关反应，氧化物半导体和气体分子间具有载流子授受关系，使得氧化物半导体的电导发生变化。氧化物半导体式气体传感器主体是氧化物半导体敏感材料，这就需要从敏感材料的可控制备及设计入手，通过对材料表面及内部结构进行调控来提高材料的识别功能、转换功能及敏感体的利用效率，进而增强气体传感器的灵敏度及选择性并降低检测下限等。

发明内容

基于上述现有技术的现状，本发明提供一种星型花状氧化铟（In₂O₃）及其制备方法和应用。本发明的氧化铟In₂O₃在低温环境中对微量NO₂具有较高的灵敏度，是一种具有潜在应用价值的高性能气敏材料。

具体地，本发明提供一种星型花状氧化铟的制备方法，其包括如下步骤：

S1，配制硝酸铟In(NO)₃·4.5H₂O、蔗糖C₁₂H₂₂O₁₁及尿素CO(NH₂)₂的水溶液；

S2，加热步骤S1中的混合溶液进行反应，生成黑色沉淀物；

S3，将步骤S2的黑色沉淀物取出，洗涤、烘干；

S4，对步骤S3烘干后的黑色粉末进行煅烧处理，即得到星型花状氧化铟。

根据如上所述的制备方法，所述硝酸铟的水溶液的物质的量浓度为0.025~0.031 mol/L，所述蔗糖的水溶液的物质的量浓度为0.09~0.13 mol/L，所述尿素的水溶液的物质的量浓度为0.05～0.09 mol/L。

根据如上所述的制备方法，在步骤S2中，所述反应的温度为140～180 ℃，时间为10～14 h。

根据如上所述的制备方法，在步骤S4中，所述煅烧的温度为480～520℃，时间为2～4h。

根据如上所述的制备方法，以0.5～1.5 ℃/min的速率升温至480～520℃。

本发明还提供一种根据如上所述的制备方法制得的星型花状氧化铟In₂O₃。

此外，本发明还提供一种根据如上所述的星型花状氧化铟In₂O₃的应用，其将所述星型花状氧化铟In₂O₃用作检测NO₂的气敏材料。

本发明制得的星型花状氧化铟In₂O₃为淡黄色，其在低温环境中对微量NO₂具有较高的灵敏度，是一种具有潜在应用价值的高性能气敏材料。

附图说明

图1是本发明实施例1中制得的星型花状氧化铟In₂O₃的SEM图。

图2是比较例1中制得的氧化铟的SEM图。

图3是比较例2中制得的氧化铟的SEM图。

图4是不同温度煅烧得到氧化铟的实物图。