本發(fā)明屬于氣敏傳感材料技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種多孔in2o3超薄納米層氣敏材料及其制備和應(yīng)用，具體涉及具有多孔和二維超薄納米層結(jié)構(gòu)的方相in2o3氣敏材料的制備方法，該材料能夠靈敏地檢測(cè)10ppb～10ppm濃度范圍氮氧化物氣體。

背景技術(shù)：

氮氧化物是一氧化氮和二氧化氮?dú)怏w的統(tǒng)稱，是一種廣泛存在于人類生產(chǎn)和生活中的有毒的且污染性的氣體。它主要來(lái)源于機(jī)動(dòng)車排放的尾氣、工業(yè)廢氣、工業(yè)合成的副產(chǎn)物等。因此，開發(fā)出高靈敏的穩(wěn)定的氣敏材料來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)氮氧化物氣體的實(shí)時(shí)監(jiān)控，是保障人類健康、環(huán)境友好和工業(yè)安全的重要研究課題(science，1971，173，45-47)。

半導(dǎo)體金屬氧化物是被研究和應(yīng)用最廣泛的氣敏材料。金屬氧化物的電阻能夠隨著周圍氣體氛圍的變化而發(fā)生改變，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)氣體的監(jiān)測(cè)。另外，金屬氧化物氣敏材料還具有高靈敏度、低成本、高穩(wěn)定性和便攜性等應(yīng)用優(yōu)勢(shì)(angew.chem.int.ed.，2010，49，7632-7659)。目前，已經(jīng)有多種多樣的金屬氧化物(如in2o3、zno、s氮氧化物等)被制備用于檢測(cè)氮氧化物氣體(sens.actuators，b，2012，171，25-42)。實(shí)際應(yīng)用對(duì)于氣敏材料的性能有多方面的要求，包括高強(qiáng)度的、快速的、穩(wěn)定的響應(yīng)值，以及低的檢測(cè)溫度和檢測(cè)極限。開發(fā)出低成本且高性能的氣敏材料來(lái)滿足實(shí)際應(yīng)用的需求，仍然是非常重要且具有挑戰(zhàn)性的。要提高金屬氧化物氣敏材料的性能，除了引入昂貴的貴金屬以外，還可以通過(guò)設(shè)計(jì)特殊的結(jié)構(gòu)、形貌或者界面。

多孔材料具有重要的氣敏應(yīng)用價(jià)值，不僅由于它具有大比表面積，而且孔道結(jié)構(gòu)有利于氣體的傳輸。在眾多的多孔氣敏材料中，金屬氧化物多孔納米層由于兼具了多孔結(jié)構(gòu)和二維納米層結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)得到了越來(lái)越多的研究興趣。二維納米層有大比表面積且可暴露的特定晶面，進(jìn)而獲得大量的表面活性位點(diǎn)。然而，非層狀化合物(如立方相的co3o4和in2o3)在化學(xué)鍵斷鍵和生長(zhǎng)趨勢(shì)阻力下，很難構(gòu)筑成二維納米層結(jié)構(gòu)。因此，構(gòu)筑具有多孔結(jié)構(gòu)的二維納米層金屬氧化物更加困難，且鮮有報(bào)道。li等人報(bào)道了厚度為20～40nm的zno多孔納米層氣敏材料應(yīng)用于丙酮檢測(cè)(j.phys.chem.c，2010，114，14684-14691)；sun等人研究了厚度約15nm的s氮氧化物多孔納米層的氣敏性質(zhì)(crystengcomm，2011，13，3718-3724)；dong等人開發(fā)了微米級(jí)厚度的nio多孔納米層氣敏材料用于檢測(cè)揮發(fā)性有機(jī)氣體(rscadv.，2015，5，4880-4885)。目前，仍然沒(méi)有開發(fā)出厚度小于5nm的多孔超薄納米層金屬氧化物氣敏材料。雖然超薄的厚度可以獲得更多的表面活性位點(diǎn)，但更加不容易構(gòu)筑。這是由于超薄納米層具有很高的表面能，容易堆積生長(zhǎng)在一起。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種具有多孔結(jié)構(gòu)和二維超薄納米層結(jié)構(gòu)的in2o3氣敏材料及其制備方法，該材料能夠靈敏地檢測(cè)氮氧化物氣體。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種多孔in2o3超薄納米層氣敏材料，其特征在于，具有多孔的超薄納米層結(jié)構(gòu)，超薄納米層的厚度為3.5～4nm。

進(jìn)一步地，所述的多孔in2o3超薄納米層氣敏材料具有立方晶相。

進(jìn)一步地，所述的多孔in2o3超薄納米層氣敏材料在120℃操作溫度下能檢測(cè)10ppb～10ppm的氮氧化物氣體。

進(jìn)一步地，所述的多孔in2o3超薄納米層氣敏材料具有形成于超薄納米層結(jié)構(gòu)之間的孔以及分布在in2o3超薄納米層上的孔，多孔in2o3超薄納米層氣敏材料的孔的尺寸分布為0～85nm，in2o3超薄納米層上的孔尺寸為2～4nm。

進(jìn)一步地，所述的多孔in2o3超薄納米層氣敏材料的超薄納米層的厚度為3.5～4nm。

進(jìn)一步地，所述的多孔in2o3超薄納米層氣敏材料的比表面積為63～113m²/g。

進(jìn)一步地，所述的多孔in2o3超薄納米層氣敏材料在120℃操作溫度下，對(duì)10ppm氮氧化物的響應(yīng)值為110～213。

本發(fā)明還提供了上述的多孔in2o3超薄納米層氣敏材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：將銦丙三醇鹽分散至去離子水中，在反應(yīng)釜中進(jìn)行水熱反應(yīng)，將反應(yīng)得到的白色固體離心分離、清洗和烘干，得到粉末樣品；

步驟2：將步驟1得到的粉末樣品在空氣中煅燒處理，即得到多孔in2o3超薄納米層氣敏材料。

優(yōu)選地，所述的步驟1中銦丙三醇鹽、去離子水的用量與反應(yīng)釜的容積之比為0.2～0.4g∶30ml∶50ml。

優(yōu)選地，步驟1中所述的水熱反應(yīng)的反應(yīng)溫度是50～70℃，反應(yīng)時(shí)間是60～80min。

優(yōu)選地，步驟2中所述的空氣中煅燒處理，反應(yīng)溫度是300～500℃，反應(yīng)時(shí)間為2h～3h。

本發(fā)明還提供了上述的多孔in2o3超薄納米層氣敏材料在檢測(cè)氮氧化物氣體中的應(yīng)用。

本發(fā)明利用簡(jiǎn)單的兩步合成方法，開發(fā)出了具有多孔結(jié)構(gòu)的in2o3超薄納米層氣敏材料。該多孔in2o3超薄納米層氣敏材料可以靈敏地檢測(cè)10ppb～10ppm濃度范圍的氮氧化物氣體，具有重要的應(yīng)用價(jià)值。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明在不引入模板劑和表面活性劑條件下，通過(guò)簡(jiǎn)單的兩步合成法首次合成了具有多孔結(jié)構(gòu)的in2o3超薄納米層氣敏材料。本發(fā)明通過(guò)簡(jiǎn)單的兩步合成法同時(shí)實(shí)現(xiàn)了三個(gè)高難度的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：(1)將非層狀化合物立方相的in2o3構(gòu)筑成二維層狀結(jié)構(gòu)；(2)in2o3納米層的厚度實(shí)現(xiàn)3.5～4nm的超薄尺寸；(3)在in2o3超薄納米層上構(gòu)筑了均一的介孔結(jié)構(gòu)。本發(fā)明開發(fā)的多孔in2o3超薄納米層，具有超薄的二維結(jié)構(gòu)和多孔結(jié)構(gòu)，能夠非常靈敏地檢測(cè)10ppb～10ppm濃度范圍的氮氧化物氣體，實(shí)現(xiàn)了較低的檢測(cè)溫度(120℃)，極低的檢測(cè)極限(10ppb)，在120℃操作溫度下對(duì)10ppm的氮氧化物氣體的響應(yīng)值高達(dá)213，具有重要的氣敏應(yīng)用價(jià)值。

附圖說(shuō)明

圖1為實(shí)施例1中的多孔in2o3超薄納米層氣敏材料的x射線衍射圖，與pdf#06-0416標(biāo)準(zhǔn)卡片對(duì)照一致。

圖2為實(shí)施例1中的多孔in2o3超薄納米層氣敏材料的掃描電鏡照片。

圖3為實(shí)施例1中的多孔in2o3超薄納米層氣敏材料的原子力顯微鏡照片。

圖4為實(shí)施例1中的多孔in2o3超薄納米層氣敏材料的氮?dú)馕?脫附等溫線譜圖。

圖5為實(shí)施例1中的多孔in2o3超薄納米層氣敏材料的孔徑分布曲線圖。

圖6為實(shí)施例1中的多孔in2o3超薄納米層氣敏材料的透射電鏡照片，a為低倍透射電鏡照片，b～e為a照片中對(duì)應(yīng)不同區(qū)域的高倍透射電鏡照片。

圖7為實(shí)施例1中的多孔in2o3超薄納米層氣敏材料在120℃溫度下循環(huán)暴露到濃度遞增(10ppb～10ppm)的氮氧化物氣體中的響應(yīng)曲線。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明各實(shí)施例中使用的銦丙三醇鹽的制備方法參考了文獻(xiàn)rscadv.，2015，5，5424-5431，具體方法為：將0.3gin(no3)3·4.5h2o溶解到30ml異丙醇中，再加入10g丙三醇。將混合體系轉(zhuǎn)移到50ml聚四氟乙烯反應(yīng)釜當(dāng)中，180℃下加熱1h。自然冷卻至室溫以后，將固體沉淀離心分離，并分別用去離子水和無(wú)水乙醇清洗三次。在80℃烘箱中烘干12h即得到銦丙三醇鹽。

本發(fā)明中多孔in2o3超薄納米層氣敏材料的多孔結(jié)構(gòu)是通過(guò)氮?dú)馕矫摳綔y(cè)試來(lái)表征的(micromeriticsasap2010系列全自動(dòng)物理化學(xué)吸附儀)：獲得的表征結(jié)果包括氮?dú)馕矫摳降葴鼐€，bet比表面積以及孔徑分布。

多孔in2o3超薄納米層氣敏材料的氣敏性能測(cè)定：

利用cgs-8氣體傳感測(cè)試裝置完成氣敏性能的測(cè)試。即通過(guò)將多孔in2o3超薄納米層氣敏材料暴露在氮氧化物氣體氣氛中，檢測(cè)其電阻的變化來(lái)檢測(cè)其氣敏性能。氣敏性能檢測(cè)所用的氮氧化物氣體為無(wú)固定比例的二氧化氮和一氧化氮混合氣體(參考文獻(xiàn)：j.mater.chem.a，2014，2，949-956；crystengcomm，2014，16，9116-9124)，氮氧化物的制備方法為：5g銅片放置于40ml質(zhì)量濃度為65％的濃硝酸中，室溫反應(yīng)5min，再利用空氣將氮氧化物稀釋得到所需的濃度。環(huán)境相對(duì)濕度～30％，操作溫度是120℃，氮氧化物氣體的濃度是10ppb～10ppm，響應(yīng)值的計(jì)算方法是s＝(rg-ra)/ra(rg是氣敏材料在氮氧化物氣體中的電阻，ra是氣敏材料在空氣中的電阻)。

實(shí)施例1

一種多孔in2o3超薄納米層氣敏材料，其制備方法和氣敏性能為：

將0.2g銦丙三醇鹽分散至30ml去離子水中，50℃條件下在50ml聚四氟乙烯反應(yīng)釜中水熱反應(yīng)60min，將反應(yīng)得到的白色固體離心分離、用去離子水清洗、60℃烘干。將得到的粉末樣品在空氣中400℃煅燒2h，即得到多孔in2o3超薄納米層氣敏材料。

如圖1所示，所得的多孔in2o3超薄納米層氣敏材料的x射線衍射圖，與pdf#06-0416標(biāo)準(zhǔn)卡片對(duì)照一致。結(jié)果表明，制備得到的樣品的組成是立方晶相in2o3，且結(jié)晶度良好。

如圖2所示，所得的多孔in2o3超薄納米層氣敏材料的掃描電鏡照片，結(jié)果表明，制備得到的多孔in2o3超薄納米層氣敏材料的形貌為均勻分散的多孔的超薄納米層結(jié)構(gòu)，多孔in2o3超薄納米層氣敏材料具有形成于超薄納米層結(jié)構(gòu)之間的孔以及分布在in2o3超薄納米層上的孔。

如圖3所示，所得的多孔in2o3超薄納米層氣敏材料的原子力顯微鏡照片，結(jié)果表明，制備得到的多孔in2o3超薄納米層氣敏材料的納米層厚度約3.7nm。

如圖4所示，所得的多孔in2o3超薄納米層氣敏材料的氮?dú)馕降葴鼐€，結(jié)果表明，制備得到的多孔in2o3超薄納米層氣敏材料具有多孔結(jié)構(gòu)，其bet比表面積為92m²/g。

如圖5所示，所得的多孔in2o3超薄納米層氣敏材料的孔徑分布曲線，結(jié)果表明，制備得到的多孔in2o3超薄納米層氣敏材料的孔尺寸分布為0～85nm。

如圖6所示，所得的多孔in2o3超薄納米層氣敏材料的透射電鏡照片，結(jié)果表明，制備得到的多孔in2o3超薄納米層氣敏材料的納米層具有均一的介孔結(jié)構(gòu)，in2o3超薄納米層上的孔尺寸為2～4nm。

如圖7所示，所得的多孔in2o3超薄納米層氣敏材料在120℃操作溫度下循環(huán)暴露到濃度遞增(10ppb～10ppm)的氮氧化物氣體中的響應(yīng)曲線。結(jié)果表明，制備得到的多孔in2o3超薄納米層氣敏材料能夠在120℃操作溫度下靈敏地檢測(cè)10ppb～10ppm濃度范圍內(nèi)的氮氧化物氣體，檢測(cè)10ppm濃度氮氧化物氣體時(shí)響應(yīng)值為213。

實(shí)施例2

一種多孔in2o3超薄納米層氣敏材料，其制備方法和氣敏性能為：

將0.3g銦丙三醇鹽分散至30ml去離子水中，50℃條件下在50ml聚四氟乙烯反應(yīng)釜中水熱反應(yīng)60min，將反應(yīng)得到的白色固體離心分離、用去離子水清洗、60℃烘干。將得到的粉末樣品在空氣中400℃煅燒2h，即得到多孔in2o3超薄納米層氣敏材料。具有立方晶相，為均勻分散的多孔的超薄納米層結(jié)構(gòu)，超薄納米層厚度約3.7nm，所述的多孔in2o3超薄納米層氣敏材料具有形成于超薄納米層結(jié)構(gòu)之間的孔以及分布在in2o3超薄納米層上的孔，多孔in2o3超薄納米層氣敏材料的孔尺寸分布為0～85nm，in2o3超薄納米層上的孔尺寸為2～4nm。bet比表面積為92m²/g，在120℃操作溫度下能夠靈敏地檢測(cè)10ppb～10ppm濃度范圍內(nèi)的氮氧化物氣體，檢測(cè)10ppm濃度氮氧化物氣體時(shí)響應(yīng)值為213。

實(shí)施例3

一種多孔in2o3超薄納米層氣敏材料，其制備方法和氣敏性能為：

將0.4g銦丙三醇鹽分散至30ml去離子水中，50℃條件下在50ml聚四氟乙烯反應(yīng)釜中水熱反應(yīng)60min，將反應(yīng)得到的白色固體離心分離、用去離子水清洗、60℃烘干。將得到的粉末樣品在空氣中400℃煅燒2h，即得到多孔in2o3超薄納米層氣敏材料。具有立方晶相，為均勻分散的多孔的超薄納米層結(jié)構(gòu)，超薄納米層厚度約3.7nm，所述的多孔in2o3超薄納米層氣敏材料具有形成于超薄納米層結(jié)構(gòu)之間的孔以及分布在in2o3超薄納米層上的孔，多孔in2o3超薄納米層氣敏材料的孔尺寸分布為0～85nm，in2o3超薄納米層上的孔尺寸為2～4nm。bet比表面積為92m²/g，在120℃操作溫度下能夠靈敏地檢測(cè)10ppb～10ppm濃度范圍內(nèi)的氮氧化物氣體，檢測(cè)10ppm濃度氮氧化物氣體時(shí)響應(yīng)值為213。

實(shí)施例4

一種多孔in2o3超薄納米層氣敏材料，其制備方法和氣敏性能為：

將0.2g銦丙三醇鹽分散至30ml去離子水中，60℃條件下在50ml聚四氟乙烯反應(yīng)釜中水熱反應(yīng)60min，將反應(yīng)得到的白色固體離心分離、用去離子水清洗、60℃烘干。將得到的粉末樣品在空氣中400℃煅燒2h，即得到多孔in2o3超薄納米層氣敏材料。具有立方晶相，為均勻分散的多孔的超薄納米層結(jié)構(gòu)，超薄納米層厚度約3.7nm，所述的多孔in2o3超薄納米層氣敏材料具有形成于超薄納米層結(jié)構(gòu)之間的孔以及分布在in2o3超薄納米層上的孔，多孔in2o3超薄納米層氣敏材料的孔尺寸分布為0～85nm，in2o3超薄納米層上的孔尺寸為2～4nm。bet比表面積為92m²/g，在120℃操作溫度下能夠靈敏地檢測(cè)10ppb～10ppm濃度范圍內(nèi)的氮氧化物氣體，檢測(cè)10ppm濃度氮氧化物氣體時(shí)響應(yīng)值為213。

實(shí)施例5

一種多孔in2o3超薄納米層氣敏材料，其制備方法和氣敏性能為：

將0.2g銦丙三醇鹽分散至30ml去離子水中，70℃條件下在50ml聚四氟乙烯反應(yīng)釜中水熱反應(yīng)60min，將反應(yīng)得到的白色固體離心分離、用去離子水清洗、60℃烘干。將得到的粉末樣品在空氣中400℃煅燒2h，即得到多孔in2o3超薄納米層氣敏材料。具有立方晶相，為均勻分散的多孔的超薄納米層結(jié)構(gòu)，超薄納米層厚度約3.7nm，所述的多孔in2o3超薄納米層氣敏材料具有形成于超薄納米層結(jié)構(gòu)之間的孔以及分布在in2o3超薄納米層上的孔，多孔in2o3超薄納米層氣敏材料的孔尺寸分布為0～85nm，in2o3超薄納米層上的孔尺寸為2～4nm。bet比表面積為92m²/g，在120℃操作溫度下能夠靈敏地檢測(cè)10ppb～10ppm濃度范圍內(nèi)的氮氧化物氣體，檢測(cè)10ppm濃度氮氧化物氣體時(shí)響應(yīng)值為213。

實(shí)施例6

一種多孔in2o3超薄納米層氣敏材料，其制備方法和氣敏性能為：

將0.2g銦丙三醇鹽分散至30ml去離子水中，50℃條件下在50ml聚四氟乙烯反應(yīng)釜中水熱反應(yīng)70min，將反應(yīng)得到的白色固體離心分離、用去離子水清洗、60℃烘干。將得到的粉末樣品在空氣中400℃煅燒2h，即得到多孔in2o3超薄納米層氣敏材料。具有立方晶相，為均勻分散的多孔的超薄納米層結(jié)構(gòu)，超薄納米層厚度約3.7nm，所述的多孔in2o3超薄納米層氣敏材料具有形成于超薄納米層結(jié)構(gòu)之間的孔以及分布在in2o3超薄納米層上的孔，多孔in2o3超薄納米層氣敏材料的孔尺寸分布為0～85nm，in2o3超薄納米層上的孔尺寸為2～4nm。bet比表面積為92m²/g，在120℃操作溫度下能夠靈敏地檢測(cè)10ppb～10ppm濃度范圍內(nèi)的氮氧化物氣體，檢測(cè)10ppm濃度氮氧化物氣體時(shí)響應(yīng)值為213。

實(shí)施例7

一種多孔in2o3超薄納米層氣敏材料，其制備方法和氣敏性能為：

將0.2g銦丙三醇鹽分散至30ml去離子水中，50℃條件下在50ml聚四氟乙烯反應(yīng)釜中水熱反應(yīng)80min，將反應(yīng)得到的白色固體離心分離、用去離子水清洗、60℃烘干。將得到的粉末樣品在空氣中400℃煅燒2h，即得到多孔in2o3超薄納米層氣敏材料。具有立方晶相，為均勻分散的多孔的超薄納米層結(jié)構(gòu)，超薄納米層厚度約3.7nm，所述的多孔in2o3超薄納米層氣敏材料具有形成于超薄納米層結(jié)構(gòu)之間的孔以及分布在in2o3超薄納米層上的孔，多孔in2o3超薄納米層氣敏材料的孔尺寸分布為0～85nm，in2o3超薄納米層上的孔尺寸為2～4nm。bet比表面積為92m²/g，在120℃操作溫度下能夠靈敏地檢測(cè)10ppb～10ppm濃度范圍內(nèi)的氮氧化物氣體，檢測(cè)10ppm濃度氮氧化物氣體時(shí)響應(yīng)值為213。

實(shí)施例8

一種多孔in2o3超薄納米層氣敏材料，其制備方法和氣敏性能為：

將0.2g銦丙三醇鹽分散至30ml去離子水中，50℃條件下在50ml聚四氟乙烯反應(yīng)釜中水熱反應(yīng)60min，將反應(yīng)得到的白色固體離心分離、用去離子水清洗、60℃烘干。將得到的粉末樣品在空氣中300℃煅燒2h，即得到多孔in2o3超薄納米層氣敏材料。具有立方晶相，為均勻分散的多孔的超薄納米層結(jié)構(gòu)，超薄納米層厚度約3.5nm，所述的多孔in2o3超薄納米層氣敏材料具有形成于超薄納米層結(jié)構(gòu)之間的孔以及分布在in2o3超薄納米層上的孔，多孔in2o3超薄納米層氣敏材料的孔尺寸分布為0～85nm，in2o3超薄納米層上的孔尺寸為2～4nm。bet比表面積為113m²/g，在120℃操作溫度下能夠靈敏地檢測(cè)10ppb～10ppm濃度范圍內(nèi)的氮氧化物氣體，檢測(cè)10ppm濃度氮氧化物氣體時(shí)響應(yīng)值為130。

實(shí)施例9

一種多孔in2o3超薄納米層氣敏材料，其制備方法和氣敏性能為：

將0.2g銦丙三醇鹽分散至30ml去離子水中，50℃條件下在50ml聚四氟乙烯反應(yīng)釜中水熱反應(yīng)60min，將反應(yīng)得到的白色固體離心分離、用去離子水清洗、60℃烘干。將得到的粉末樣品在空氣中500℃煅燒2h，即得到多孔in2o3超薄納米層氣敏材料。具有立方晶相，為均勻分散的多孔的超薄納米層結(jié)構(gòu)，超薄納米層厚度約4.0nm，所述的多孔in2o3超薄納米層氣敏材料具有形成于超薄納米層結(jié)構(gòu)之間的孔以及分布在in2o3超薄納米層上的孔，多孔in2o3超薄納米層氣敏材料的孔尺寸分布為0～85nm，in2o3超薄納米層上的孔尺寸為2～4nm。bet比表面積為63m²/g，在120℃操作溫度下能夠靈敏地檢測(cè)10ppb～10ppm濃度范圍內(nèi)的氮氧化物氣體，檢測(cè)10ppm濃度氮氧化物氣體時(shí)響應(yīng)值為110。

實(shí)施例10

一種多孔in2o3超薄納米層氣敏材料，其制備方法和氣敏性能為：

將0.2g銦丙三醇鹽分散至30ml去離子水中，50℃條件下在50ml聚四氟乙烯反應(yīng)釜中水熱反應(yīng)60min，將反應(yīng)得到的白色固體離心分離、用去離子水清洗、60℃烘干。將得到的粉末樣品在空氣中400℃煅燒2.5h，即得到多孔in2o3超薄納米層氣敏材料。具有立方晶相，為均勻分散的多孔的超薄納米層結(jié)構(gòu)，超薄納米層厚度約3.7nm，所述的多孔in2o3超薄納米層氣敏材料具有形成于超薄納米層結(jié)構(gòu)之間的孔以及分布在in2o3超薄納米層上的孔，多孔in2o3超薄納米層氣敏材料的孔尺寸分布為0～85nm，in2o3超薄納米層上的孔尺寸為2～4nm。bet比表面積為90m²/g，在120℃操作溫度下能夠靈敏地檢測(cè)10ppb～10ppm濃度范圍內(nèi)的氮氧化物氣體，檢測(cè)10ppm濃度氮氧化物氣體時(shí)響應(yīng)值為210。

實(shí)施例11

一種多孔in2o3超薄納米層氣敏材料，其制備方法和氣敏性能為：

將0.2g銦丙三醇鹽分散至30ml去離子水中，50℃條件下在50ml聚四氟乙烯反應(yīng)釜中水熱反應(yīng)60min，將反應(yīng)得到的白色固體離心分離、用去離子水清洗、60℃烘干。將得到的粉末樣品在空氣中400℃煅燒3h，即得到多孔in2o3超薄納米層氣敏材料。具有立方晶相，為均勻分散的多孔的超薄納米層結(jié)構(gòu)，超薄納米層厚度約3.8nm，所述的多孔in2o3超薄納米層氣敏材料具有形成于超薄納米層結(jié)構(gòu)之間的孔以及分布在in2o3超薄納米層上的孔，多孔in2o3超薄納米層氣敏材料的孔尺寸分布為0～85nm，in2o3超薄納米層上的孔尺寸為2～4nm。bet比表面積為90m²/g，在120℃操作溫度下能夠靈敏地檢測(cè)10ppb～10ppm濃度范圍內(nèi)的氮氧化物氣體，檢測(cè)10ppm濃度氮氧化物氣體時(shí)響應(yīng)值為210。

對(duì)比例1

將0.2g銦丙三醇鹽分散至30ml去離子水中，50℃條件下在50ml聚四氟乙烯反應(yīng)釜中水熱反應(yīng)60min，將反應(yīng)得到的白色固體離心分離、用去離子水清洗、60℃烘干。將得到的粉末樣品在空氣中600℃煅燒2h，即得到多孔in2o3。具有立方晶相，形貌為少量納米層碎片和納米粒子的混合，多孔結(jié)構(gòu)，孔徑0～120nm，bet比表面積為48m²/g，在120℃操作溫度下能夠靈敏地檢測(cè)10ppb～10ppm濃度范圍內(nèi)的氮氧化物氣體，檢測(cè)10ppm濃度氮氧化物氣體時(shí)響應(yīng)值為72。

對(duì)比例2

將0.2g銦丙三醇鹽直接在空氣中400℃煅燒2h，得到多孔in2o3球。具有立方晶相，多孔結(jié)構(gòu)，形貌為實(shí)心球，球尺寸為450nm，多孔結(jié)構(gòu)的孔徑分布在0～120nm，bet比表面積為23m²/g，在120℃操作溫度下能檢測(cè)10ppb～10ppm濃度范圍內(nèi)的氮氧化物氣體，檢測(cè)10ppm的氮氧化物氣體時(shí)響應(yīng)值為45。