[发明专利]一种具有高气敏性能的rGO复合的氧化铟片的制备方法

说明书

本发明提供了一种具有高气敏性能的rGO复合氧化铟片制备方法。该制备方法具体包括：以N‑N二甲基甲酰胺,对苯二甲酸，氧化石墨烯溶胶，APTES，硝酸铟水合物为原料，经油浴反应、水热反应，煅烧处理，得到rGO复合氧化铟片。片结构具有较大的表面积，可以有效吸附更多的氧气和目标气体。本实验不使用昂贵的表面活性剂，成本比较低，对甲醛气体具有良好的气敏性能，因此在甲醛气体检测方面具有长远的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种具有高气敏性能的rGO复合的氧化铟片的制备方法，属于先进纳米功能材料制备工艺技术领域。

背景技术

日常生活中，在外出行我们又深受工业生产废气、汽车尾气以及PM2.5等气体的危害，在内居家又受到甲醛和笨等有毒气体的影响。因此，无论是出于对环境污染气体检测的急需，还是对保证生活质量和工业安全的渴望，研究和开发高性能的气体传感器具备十分重要的现实意义。随着人们对环保问题的日益重视和对有毒有害气体排放的严格监控，各种功能各异的气体检验和预警装置随之而生，并进一步得到了产业化和商业化。由于半导体气体传感器具有检测灵敏度高、响应恢复快、电路简单、操作简单、元件尺寸较小、价格低廉等特点，被广泛应用于各种气体检测领域。

In₂O₃具有较大的禁带宽度，能带间隙接近于GaN，在可见光区具有低电阻率、高灵敏度、低工作温度、低吸光率和高红外反射率等优点。影响In₂O₃纳米材料性能的主要因素是其结构形貌，因此当前，很多研究人员致力于控制In₂O₃晶体形貌生成的研究，以便以此提高其各方面的性能。近年来，欧美发达国家相继报道了在光电薄膜领域氧化铟纳米材料的应用。目前，研究人员通过气相法、固相法、液相法的纳米材料合成方法制备出了一维、二维、三维In₂O₃纳米材料。其具体形貌有纳米管、纳米线、纳米棒、立方体和八面体等，被广泛应用于光学、磁学、电子、医疗等领域。为了提高识别功能，除了选择良好的基体材料，通过掺杂、复合和表面修饰进行改性外，设计和制备具有大比表面积、高活性位点密度的多孔和片状结构材料也是受到关注的策略。本发明制备出的石墨烯与氧化铟复合材料，具有良好的通透性，能够促进气体扩散，有利于敏感体利用率的提高。此外，为了提高半导体气体传感器的灵敏度，人们常采用增大材料表面积的方法，

石墨烯由于其特殊的比表面积近年来一直是各领域的研究热点，我们通过与石墨烯的复合增大材料的表面积，表面活性大大增加，使材料对气体的吸附、脱附以及氧化还原反应能在更低的温度下进行，降低了工作温度，缩短了响应时间，提高了气体检测的浓度范围。我国对于In₂O₃纳米材料尤其是其结构形貌的研究正处于起步阶段，但是由于制备方法具有操作复杂，生产成本高等缺点，这使得研究成果很难大范围地投入到实际工业生产中。此外，由于实验设备和生产技术的制约，目前人们对于In₂O₃纳米材料的探究尤其是气敏性能方面的探究还不是很深入。研究人员亟待以更为系统全面的角度来研究In₂O₃纳米材料的结构形貌特征和功能性质特征。

发明内容

本发明的目的在于，克服现有技术的不足，提供一种具有高气敏性能的rGO复合的氧化铟片的制备方法。具有成本低，生产工艺简单，产率高，无环境污染，易于工业化大规模生产的特点。所得的石墨烯与氧化铟复合材料的灵敏度得到大幅提高，可用于气体传感器等领域。实现本发明目的的技术方案是：一种具有高气敏性能的rGO复合的氧化铟片的制备方法，其特征在于：以N-N二甲基甲酰胺,对苯二甲酸，氧化石墨烯溶胶，APTES，硝酸铟水合物为原料，经油浴反应、水热反应，煅烧处理，得到rGO复合氧化铟片。片结构具有较大的表面积，可以有效吸附更多的氧气和目标气体。本方法生产工艺简单，不使用昂贵的表面活性剂，成本比较低，所得氧化铟可作为气敏材料在甲醛气体检测方面具有长远的应用前景。具体合成步骤如下：