[发明专利]一种立方相In2

说明书

本发明公开了一种立方相In₂O₃微纳米球的合成方法，步骤包括：将可溶性铟盐加入到N,N‑二甲基甲酰胺、水、1,3,5‑三甲苯的混合溶剂中，搅拌均匀；然后，加入适量的2‑氨基对苯二甲酸、尿素、碳酸氢钠、苯均四酸、聚乙烯吡咯烷酮K‑30，搅拌得到均匀溶液；经溶剂热反应，将产物离心、洗涤干燥后得到前驱体；将前驱体进行热处理，得到了立方相的In₂O₃材料。本发明采用溶剂热反应和热反应相结合的方法得到了立方相In₂O₃微纳米球结构。本发明所用的原料均来源丰富，运输、储存等方便，加工成本较低，加工简单，便于控制，产品的微观形貌特殊，尺寸均匀、可调，在传感、催化领域具有潜在的应用价值。

技术领域

本发明涉及一种立方相In₂O₃微纳米球结构的制备方法，具体涉及一步法生长尺寸可调的类立方块型立方相In₂O₃堆叠自组装而成的类球形结构的溶剂热合成方法。

背景技术

In₂O₃作为半导体气敏传感材料，是决定气敏传感器的性能的关键，在检测气体污染方面已经有着重要的应用。该气敏传感器能够根据待测气体的浓度和含量按照一定的规律转化为电信号，在农业，煤矿行业和消防等领域有着广泛的应用。微纳米尺寸的In₂O₃由于具有较大的比表面积，表面活性高，从而对环境气体做出检测，提高了气体响应的灵敏度，响应和恢复速度快等优点，已成为了气体传感器的研究热点。

In₂O₃微纳米材料是一种n型半导体金属氧化物，其具有较宽的禁带宽度（3.55-3.75 eV）、高的电导率和催化活性高等特点，在检测CO、NO₂、乙醇、三乙胺等有毒等有害气体方面表现出优异的气敏性能。气敏特性在很大程度上与材料的微观形貌，颗粒大小等密切相关，因此人们致力于通过改变和开发新的微观结构来提高材料的表面活性从而达到气敏性质提高的目的。目前，人们通过碳球模板法、静电纺丝法、化学气相沉积等方法制备出多种微纳米结构，包括微纳米颗粒、微纳米花、微纳米带等，并研究了其气敏性能。例如，“Z.Tao, Y. Li, B. Zhang, G. Sun, M. Xiao, H. Bala, J. Cao, Z. Zhang, Y. Wang,Sensors Actuators: B. Chemical 2019, 298, 126889”以In的硝酸盐为原料合成了前驱体In(OH)₃，然后通过在不同的温度下进行煅烧得到了海胆状的In₂O₃，研究发现，海胆状的In₂O₃可以在ppb水平上定量检测HCHO气体。“R. K. Chava, H. Y. Cho, J. M. Yoon, Y.T. Yu, Journal of Alloys and Compounds 2019, 772, 834-842”以InCl₃为原料，采用微波水热合成法，得到了In(OH)₃，然后在空气中加热，最终得到了聚合的In₂O₃纳米球，研究结果表明，In₂O₃纳米球对于1-100 ppm的CH₃CHO气体具有良好的响应。