本發(fā)明屬于無機化學(xué)合成技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種形貌可控的氧化銦粉體及其低溫水熱合成方法，該氧化銦粉體可應(yīng)于氣敏材料等領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

氧化銦(in2o3)，室溫條件下為淡黃色粉體晶體，晶型主要為立方型(c-in2o3)及六方型(h-in2o3)。在其晶體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)中，有很多間隙離子和氧空位，提供了許多物理吸附、化學(xué)吸附、反應(yīng)和轉(zhuǎn)化的位點以及電子轉(zhuǎn)移通道。將in2o3材料用于氣敏材料的研究源于上世紀九十年代，近年來經(jīng)研究人員的不斷探索，已經(jīng)在nh3、cl2、c2h5oh、nox、o3、h2、h2s、co、有機化合物等方面取得進展。

根據(jù)不同的應(yīng)用范圍、目的，通過對材料自身或者載體的形貌、結(jié)構(gòu)、組成以及位置分布等因素的調(diào)節(jié)，實現(xiàn)性能更優(yōu)、功能更為豐富及應(yīng)用領(lǐng)域和范圍更廣。特別是材料的結(jié)構(gòu)組成、空間分布及形態(tài)等因素與其性能緊密相關(guān)。關(guān)于不同形貌的in2o3合成方法總體分為兩大類：一類是兩步法，先合成模板載體，然后進行載體負載in2o3材料；另一類是一步模板法，即將模板載體材料與負載in2o3混合，一步反應(yīng)。兩步法能夠?qū)崿F(xiàn)對模板載體形貌結(jié)構(gòu)調(diào)整與控制。以一步模板法為代表的材料合成方法成為材料領(lǐng)域關(guān)注的熱點。其核心在于圍繞在一定空間范圍內(nèi)協(xié)同自主裝，進而形成有序空間排列結(jié)構(gòu)。其制備合成過程就是把模板混合入反應(yīng)物前驅(qū)體中，通過對溶液濃度、反應(yīng)環(huán)境ph及溫度等因素的調(diào)節(jié)控制，由于溶液環(huán)境中模板的存在，反應(yīng)物的前驅(qū)體會按照一定順序進行排列組裝，并形成目標(biāo)產(chǎn)物與模板的復(fù)合物狀態(tài)。然后采用一定的方法將模板去掉，即可得到特定形貌的目標(biāo)物。缺點是負載的材料有效位點有限，對與負載元素分布較難控制。兩步法能夠減少實驗中間環(huán)節(jié)對載體模板的二次破壞可能；但在去除載體過程中材料結(jié)構(gòu)易隨之崩塌。

當(dāng)前公開的有關(guān)利用有機模板合成不同形貌的in2o3實驗方法的專利不多，能夠利用有機模板調(diào)控不同形貌的in2o3實驗方法更是少見，簡要介紹幾種與本發(fā)明密切相關(guān)的技術(shù)方法。

1.cn105271371a公開了一種花狀氧化銦微米棒材料，其是由數(shù)個長度為0.5～2.2μm，直徑為180～700nm的氧化銦微米棒組成。其制備方法是通過加入一定質(zhì)量比的葡萄糖和尿素于銦鹽的水溶液中，室溫下磁力攪拌0.5h～1h，將無色透明的溶液轉(zhuǎn)移到水熱反應(yīng)釜中，在高溫下160～180℃反應(yīng)數(shù)小時后，得到的產(chǎn)物經(jīng)過離心、洗滌、干燥、煅燒，則可得到黃色的目標(biāo)產(chǎn)物花狀氧化銦微米棒?；钛趸熚⒚装舨牧献鳛橐掖紮z測氣敏傳感材料的應(yīng)用。

2.cn102557114b公開了三維空心多級結(jié)構(gòu)氧化銦基氣敏材料的方法及其應(yīng)用。該材料采用銦鹽、去離子水，丙三醇為溶劑，乙二胺為銦離子配體，十六烷基三甲基溴化銨作表面活性劑，通過水熱合成方法140～220℃反應(yīng)6～24小時制備而成，具有氧化銦納米片自組裝三維花狀空心多級結(jié)構(gòu)，直徑為0.5～3μm。制備氣敏傳感器的實驗表明，對丙酮、甲苯呈現(xiàn)出非常高的靈敏度，可應(yīng)用于丙酮、甲苯的氣敏傳感器。

3.cn104229871a公開了一種溶劑熱法制備分級結(jié)構(gòu)氧化銦氣敏材料的方法。該制備方法具體包括：將一定量的氯化銦和一定量的檸檬酸鈉分別加入到一定摩爾比的二甲基甲酰胺和去離子水的混合溶液中，充分混合，再加入一定量的尿素做沉淀劑，分散均勻，將混合溶液密封于高壓釜，在140～180℃反應(yīng)水熱反應(yīng)一定時間，離心分離，洗滌，干燥，空氣中置于馬弗爐中煅燒即可得到具有分級結(jié)構(gòu)的花片狀氧化銦氣敏材料。主要應(yīng)用于乙醇檢測氣體傳感器領(lǐng)域。

4.cn102134092b公開一種以銦的無機鹽溶液為銦源，采用n,n-二甲基甲酰胺(dmf)作為堿源，十二烷基磺酸鈉(sds)等陰離子表面活性劑作為添加劑，在不添加任何硬模板情況下，用水熱140–180℃水熱反應(yīng)1–10小時合成制備出新型的具有次級結(jié)構(gòu)的中空微球和花狀的氧化銦，并且通過化學(xué)手段對次級結(jié)構(gòu)的形貌進行了控制。

5.cn105271370b公開一種分級結(jié)構(gòu)氧化銦空心管氣敏材料的方法。該制備方法具體包括：以氯化銦和l-半胱氨酸為原料，以c纖維為模板，經(jīng)水熱反應(yīng)、煅燒處理，得到具有分級結(jié)構(gòu)的空心管狀氧化銦。是可用于乙醇氣體檢測的新型氣敏材料。

6.cn106186048a公開一種立方體組成的分級結(jié)構(gòu)氧化銦微球的方法的分級結(jié)構(gòu)氧化銦微球的方法。該制備方法具體包括：以氯化銦和乙酰胺為原料，以檸檬酸酸為表面活性劑，經(jīng)170～220℃水熱反應(yīng)8～24小時、400～550℃下熱處理3小時，得到由立方體組成的具有分級結(jié)構(gòu)的氧化銦微球。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種形貌可控的氧化銦粉體及其低溫可控合成方法。本發(fā)明利用聚合物聚丙烯酸(paa)與表面活性劑十二烷基磺酸鈉(sds)在反應(yīng)液中形成不同膠束為模板，以尿素受熱緩慢分解生成oh^-為沉淀劑，硝酸或鹽酸為水解抑制劑；在低溫水熱80～95℃條件下，反應(yīng)液中銦離子在paa和sds形成的膠束束縛下，與oh^-反應(yīng)生成具有一定形貌的氫氧化銦，經(jīng)焙燒獲得具有特定形貌的in2o3粉體。

本發(fā)明所述一種低溫水熱合成形貌可控氧化銦粉體的方法，其步驟如下：

(1)銦源預(yù)聚體溶液的配制

將質(zhì)量分數(shù)30％的聚丙烯酸paa溶液溶于蒸餾水，配制濃度為0～4.0g/l的paa水溶液；將銦源顆粒溶于蒸餾水，配制銦源水溶液；將等體積的銦源水溶液和paa水溶液混合(當(dāng)paa水溶液中，paa的濃度為0g/l時，意味著是將等體積的銦源水溶液和蒸餾水混合)，再加入含h⁺溶液調(diào)節(jié)溶液ph值＝0.5～2，70～90℃磁力攪拌30～60min，得到具有一定paa濃度(paa的濃度可以為0)的銦源預(yù)聚體溶液；

(2)堿源預(yù)聚體溶液的配制

將質(zhì)量分數(shù)30％的聚丙烯酸paa溶液溶于蒸餾水，配制濃度為0～4.0g/l的paa水溶液；將十二烷基磺酸鈉sds溶于蒸餾水，配制濃度0～40mmol/l的sds水溶液；將等體積的paa水溶液和sds水溶液混合，得到paa-sds溶液，其中paa的濃度為0～2.0g/l，sds的濃度為0～20mmol/l；將尿素顆粒溶于paa-sds溶液中(當(dāng)paa-sds溶液中，paa的濃度為0g/l時，sds的濃度為0mmol/l時，意味著是將尿素顆粒溶于蒸餾水中)，加入含h⁺溶液調(diào)節(jié)溶液ph值＝0.5～2，70～90℃磁力攪拌30～60min，得到一定paa濃度(paa的濃度可以為0)和sds濃度(sds的濃度可以為0)的堿源預(yù)聚體溶液；

(3)氫氧化銦前驅(qū)體的制備

將步驟(1)制備得到的一定paa濃度的銦源預(yù)聚體溶液與步驟(2)制備得到的一定paa濃度和sds濃度的堿源預(yù)聚體溶液混合，得到混合溶液；其中，paa的濃度為0～2.0g/l，sds的濃度為0～10mmol/l；銦離子與尿素的摩爾用量之比為1：8～16；70～90℃下磁力攪拌30～60min后，將該混合溶液轉(zhuǎn)移至帶有聚四氟乙烯釜襯的不銹鋼反應(yīng)釜中，80～95℃條件下水熱反應(yīng)8～12小時；冷卻至室溫后，將反應(yīng)釜中的沉淀抽濾、蒸餾水洗滌至中性后70～90℃條件下干燥，得到氫氧化銦前驅(qū)體；

(4)in2o3粉體的制備

將步驟(3)得到的氫氧化銦前驅(qū)體在350～450℃條件下焙燒2～5小時，產(chǎn)物形貌維持前驅(qū)體形貌，從而得到本發(fā)明所述的in2o3粉體；

當(dāng)步驟(3)混合溶液中，paa的濃度為0、sds的濃度為0時，焙燒后得到立方形in2o3粉體；

當(dāng)步驟(3)混合溶液中，paa的濃度為0.2～0.5g/l、sds的濃度為1.0mmol/l，或paa的濃度為0.2～1.5g/l、sds的濃度為5.0mmol/l時，焙燒后得到花形in2o3粉體；

當(dāng)步驟(3)混合溶液中，paa的濃度為1.0～2.0g/l、sds的濃度為1.0mmol/l，或paa的濃度為2.0g/l、sds的濃度為5.0～10.0mmol/l時，焙燒后得到球形或中空球形in2o3粉體；

當(dāng)paa的濃度為0，而sds的濃度不為0，得到的in2o3粉體為近似球形顆粒的團聚體。

當(dāng)paa的濃度不為0，而sds的濃度為0，得到的in2o3粉體的無規(guī)則形貌。

進一步地，步驟(1)中所述的銦源為硝酸銦或氯化銦，銦源水溶液中銦離子濃度為0.05～0.15mol/l；

步驟(1)中所述的含h⁺溶液為濃度為0.5～2.0mol/l的硝酸水溶液或鹽酸水溶液。

步驟(3)中，低溫水熱反應(yīng)溫度為80～95℃。對于混合溶液，paa與sds濃度比確定的條件下，在此溫度區(qū)間產(chǎn)物的形貌不會發(fā)生變化，反應(yīng)溫度影響產(chǎn)物的產(chǎn)率。

步驟(3)中，低溫水熱反應(yīng)的時間為8～12小時。對于混合溶液，paa與sds濃度比確定的條件下，在此反應(yīng)時間區(qū)間產(chǎn)物的形貌不會發(fā)生變化，反應(yīng)時間影響產(chǎn)物的產(chǎn)率及結(jié)晶度。

一種形貌可控的氧化銦粉體，其是上述方法制備得到。

本發(fā)明的構(gòu)思：是以硝酸銦或氯化銦為銦源，以尿素為堿源，低溫水熱制備氫氧化銦前驅(qū)體，經(jīng)350～450℃焙燒獲得in2o3粉體。通常所說水熱反應(yīng)是在高于水沸騰溫度下進行的，溶劑水氣化后能夠在反應(yīng)釜中形成一定的壓力，控制反應(yīng)進程。本體系反應(yīng)溫度為80～95℃，未達到水沸騰溫度，溶劑水氣化量小無法提供足夠的壓力控制反應(yīng)進程，但是本體系中堿源尿素受熱分解(高于60℃)生成氨氣與二氧化碳氣體，可禰補反應(yīng)釜內(nèi)水蒸氣壓力不足，從而達到控制反應(yīng)進程目的。尿素受熱緩慢分解生成oh^-，提供溫和的堿性環(huán)境，控制氫氧化銦晶粒的形成速度。同時以paa、sds為模板劑，對paa和sds進行濃度調(diào)節(jié)，控制反應(yīng)液中膠束的形貌。在上述條件的多重控制下，氫氧化銦晶粒按照一定方向生長，形成不同形貌的氫氧化銦前驅(qū)體，焙燒in2o3粉體延續(xù)前驅(qū)體形貌。根據(jù)上述低溫水熱方法可獲得可控形貌的in2o3粉體。

本制備方法主要反應(yīng)機理為：

以尿素為沉淀劑是由于尿素溶液在均勻受熱的情況下可以緩慢釋放出oh^-，然后與in³⁺反應(yīng)生成氫氧化銦。氫氧化銦煅燒生成in2o3。

co(nh2)2+h2o→2nh3↑+co2↑

4nh3+4h2o+in³⁺＝in(oh)3+4nh4⁺

in(oh)3＝in2o3+h2o

反應(yīng)釜中的壓力主要由尿素分解產(chǎn)生的氨氣、二氧化碳以及部分氣化的水蒸氣提供，主要作用在于控制氫氧化銦晶核的生成速率。如果氫氧化銦晶核的生成速率過快，則無法控制產(chǎn)物形貌。

基于對本體系in2o3粉體結(jié)構(gòu)與形貌分析，不同形貌的in2o3粉體的成長機理如下：在未添加paa和sds時，產(chǎn)物為立方形in2o3粉體，在水熱環(huán)境反應(yīng)過程中，尿素分解并釋放oh^-離子，提供了堿性環(huán)境。溶液中的in³⁺離子，與oh^-離子結(jié)合形成為in(oh)3晶核，并沿其優(yōu)勢生長面定向生長為棒狀，之后in(oh)3晶核遵從奧斯特瓦爾德成熟機理逐步成長為規(guī)則的立方體。在煅燒后形貌保持前驅(qū)體。

當(dāng)加入paa和sds后，溶液中存在聚合物及陰離子表面活性劑。聚合物和陰離子表面活性劑親水基—cooh基團發(fā)生電離產(chǎn)生h⁺，親水基末端產(chǎn)生—coo^-結(jié)構(gòu)。當(dāng)sds在水中的濃度未達到其臨界膠束濃度前，呈游離狀態(tài)。隨著濃度的增大，sds游離態(tài)依據(jù)表面活性劑的自組裝效應(yīng)逐步聚集。開始整齊排布聚集為一維線形。隨著paa和sds濃度的加大，層狀薄膜逐步成長為膠束基團，膠束之間相互聚集促使膠束生長。更大更多膠束基團提供了更多穩(wěn)定的in³⁺離子吸附位點。尿素產(chǎn)生的oh^-離子與吸附在位點上的in³⁺離子結(jié)合轉(zhuǎn)變?yōu)閕n(oh)3晶核，游離的in³⁺離子再次吸附到親水基末端的—coo^-基團上。在這一過程中，oh^-離子和膠束基團的生長對in(oh)3的生長起到了協(xié)同作用。以晶核為中心，定向生長枝狀的納米棒，最后形成花形。在此過程中，sds在水中的濃度達到臨界膠束濃度后并形成穩(wěn)定膠束基團，而paa聚合物的存在使膠束的位點增大，為形貌的進一步改變提供了條件。隨著paa聚合物濃度的增加，膠束基團末端所連接的支鏈數(shù)目逐步增加，也進一步提供了更多的離子活性吸附位點，in³⁺離子也更容易吸附到膠束親水的羧基(—coo^-)和羰基(—c＝o)上，納米粒子也逐步成長，直徑也逐漸增大。paa與sds在溶液中會形成“項鏈”式結(jié)構(gòu)，sds較低濃度下，sds大部分吸附在paa鏈上，此時粒子形貌主要受paa濃度影響；sds濃度增加，溶液中游離態(tài)sds會逐漸聚集成束并與paa/sds結(jié)構(gòu)共存，進而在結(jié)晶過程形成花形形貌。在煅燒后，有機基團在高溫下氧化以co2和水蒸氣散失，而in2o3納米結(jié)構(gòu)保留下來，也因此在掃描電鏡中觀察到形貌保持的現(xiàn)象。

隨著paa和sds繼續(xù)增大，溶液中存在聚合物及陰離子表面活性劑。聚合物和陰離子表面活性劑親水基—cooh基團發(fā)生電離產(chǎn)生h⁺，親水基末端產(chǎn)生—coo^-結(jié)構(gòu)。開始形成以疏水基端向內(nèi)親水基端向外成環(huán)狀結(jié)構(gòu)，被吸附的in³⁺離子由于與親水基末端的—coo^-相連，成為環(huán)狀結(jié)構(gòu)內(nèi)核，尿素產(chǎn)生的oh^-離子與吸附在位點上的in³⁺離子結(jié)合轉(zhuǎn)變?yōu)閕n(oh)3晶核，并逐漸生長為球形或中空球形結(jié)構(gòu)。

應(yīng)用前景：

本發(fā)明以硝酸銦或氯化銦為銦源、尿素為沉淀劑，低溫水熱合成形貌可控的氧化銦粉體，為氧化銦材料的合成提出一種新的合成方法。通過此方法制備出的氧化銦有立方形、花形、球形和中空球形，粉體粒度較小，分散均勻，可用于氣敏材料、電極材料，但不僅限于此類應(yīng)用。以立方形in2o3為例，將材料制成旁熱式氣敏元件，進行甲醛、硝基甲烷、苯、甲苯、二甲苯氣體的氣敏測試，工作溫度為100℃時，對100ppm硝基甲烷響應(yīng)值高于500，響應(yīng)時間1～2s。

附圖說明

采用feixl30esem-feg(荷蘭fei公司)場發(fā)射掃描電鏡(fesem)觀察產(chǎn)物晶體形貌，feitecnaif20(荷蘭fei公司)高分辨透射電鏡(hrtem)觀測產(chǎn)物晶格結(jié)構(gòu)，d/max-2200/pc型(日本rigaku，corporation)x射線衍射儀(xrd)對粉末進行結(jié)構(gòu)測試，氣敏傳感測試儀用cgs-8-v2.0型氣敏分析系統(tǒng)(北京艾立特科技有限公司)，其大小、結(jié)構(gòu)、形貌、組成等性能表征如下：

圖1是實施例1paa的濃度為0，sds的濃度為0，低溫水熱合成的立方形貌in2o3粉體的場發(fā)射掃描電鏡(fesem)照片。

圖2實施例1制備立方形貌in2o3粉體的高分辨透射電鏡(hrtem)照片。

圖3實施例1制備立方形貌in2o3粉體的x射線衍射光譜(xrd)圖。

圖4實施例1制備立方形貌in2o3粉體的氣敏檢測圖。

圖5實施例2，paa濃度為0.2g/l，sds濃度為1.0mol/l，低溫水熱合成的花形in2o3粉體的fesem照片。

圖6實施例3，paa濃度為0.5g/l，sds濃度為1.0mol/l，低溫水熱合成的花形in2o3的fesem照片。

圖7實施例4，paa濃度為1.0g/l及sds濃度為1.0mol/l低溫水熱合成的球形in2o3的fesem照片。圖7(a)為低放大倍數(shù)球形in2o3的fesem照片，圖7(b)為高放大倍數(shù)球形in2o3的fesem照片。

圖8實施例5，paa濃度為1.5g/l及sds濃度為1.0mol/l低溫水熱合成的球形in2o3的fesem照片。

圖9實施例6，paa濃度為0.2g/l及sds濃度為5.0mol/l低溫水熱合成的花形in2o3的fesem照片。

圖10實施例7，paa濃度為0.5g/l及sds濃度為5.0mol/l低溫水熱合成的花形in2o3的fesem照片。圖10(a)為低放大倍數(shù)花形in2o3的fesem照片，圖10(b)為高放大倍數(shù)花形in2o3的fesem照片。

圖11實施例8，paa濃度為2.0g/l及sds濃度為5.0mol/l低溫水熱合成的中空球形in2o3的fesem照片。圖11(a)為低放大倍數(shù)中空球形in2o3的fesem照片，圖11(b)為高放大倍數(shù)中空球形in2o3的fesem照片。

圖1實施例1是paa的濃度為0，sds的濃度為0，低溫水熱合成的立方形貌in2o3的fesem照片。由照片可以看出未添加模板劑時，低溫水熱條件下合成的in2o3形貌為由納米棒組成立方塊體，尺寸約200～500nm，立方狀粒子周圍有短棒狀顆粒散落。短棒顆粒兩端平整，粗細均勻，徑向尺寸約為30nm、長度約為300nm。

圖2實施例1制備立方形貌in2o3粉體的高分辨透射電鏡(hrtem)照片。由圖可清晰觀察到in2o3的晶格條紋。經(jīng)計算其晶格面間距d＝0.292nm，為立方晶系in2o3(222)晶面。

圖3實施例1制備立方形貌in2o3粉體的x射線衍射光譜(xrd)圖。其衍射特征峰與立方晶系in2o3(jcpdscardno.71-2194)主要特征衍射峰位置一致：21.497°(211)、30.585°(222)、35.462°(400)、45.688°(431)、51.024°(440)和60.667°(622)。

圖4實施例1制備立方形貌in2o3粉體的氣敏檢測圖。將所制備的立方形貌in2o3粉體制成旁熱式氣敏傳感器件，對甲醛、硝基甲烷、二甲苯、苯和甲苯進行氣敏性能測試。在工作溫度為100℃時，樣品對100ppm硝基甲烷的選擇性最好，靈敏度值超過500，響應(yīng)時間1～2s。

圖5實施例2，paa濃度為0.2g/l，sds濃度為1.0mol/l，低溫水熱合成的花形in2o3粉體的fesem照片。花形顆粒由納米棒構(gòu)成，粒徑約1～3μm，納米棒徑向尺寸約30～40nm、長度為400～800nm。

圖6實施例3，paa濃度為0.5g/l，sds濃度為1.0mol/l，低溫水熱合成的花形in2o3的fesem照片?；ㄐ晤w粒由梭形納米棒構(gòu)成，粒徑分布寬，粒徑約1～4μm，梭形納米棒長度為400nm～1μm。

圖7實施例4，paa濃度為1.0g/l及sds濃度為1.0mol/l低溫水熱合成的球形in2o3的fesem照片。由圖7(a)可以知球形粒子直徑分布較寬，200nm～1μm，由圖7(b)可以知球形粒子表面不光滑，此球形粒子是由20nm左右的小顆粒聚集而成。

圖8實施例5，paa濃度為1.5g/l及sds濃度為1.0mol/l低溫水熱合成的球形in2o3的fesem照片。球形粒子是由20nm左右的小顆粒聚集而成。球形粒子直徑分布較寬，200nm～3μm。

圖9實施例6，paa濃度為0.2g/l及sds濃度為5.0mol/l低溫水熱合成的花形in2o3的fesem照片?；ㄐ晤w粒由納米棒構(gòu)成，粒徑分布窄，粒徑約2μm，納米棒長度約800nm。

圖10實施例7，paa濃度為0.5g/l及sds濃度為5.0mol/l低溫水熱合成的花形in2o3的fesem照片。由圖10(a)可知產(chǎn)品為花形，單個花形粒子約1μm～4μm，粒徑分布較寬由，由圖10(b)可知花形顆粒由納米棒構(gòu)成。

圖11實施例8，paa濃度為2.0g/l及sds濃度為5.0mol/l低溫水熱合成的中空球形in2o3的fesem照片。由圖11(a)可知產(chǎn)品為中空球形，中空球形粒子直徑分布較寬，粒徑1～5μm，由圖11(b)可知球形粒子是由20nm左右的小顆粒聚集而成。

具體實施方式

下面通過具體實施方式來說明本發(fā)明，但并不限于此。

實施例1

(1)銦源預(yù)聚體溶液配制

將3.06g的in(no3)3·4.5h2o溶于蒸餾水定容至100ml中得到0.08mol/l銦源水溶液。取25ml的0.08mol/l銦源水溶液加入25ml蒸餾水后再加入含h⁺濃度為2.0mol/l的硝酸水溶液調(diào)節(jié)溶液ph值＝1，80℃磁力攪拌30min，得到銦源預(yù)聚體溶液a。

(2)堿源預(yù)聚體溶液配制

將1.8g尿素顆粒溶于蒸餾水定容至50ml，加入含h⁺濃度為2.0mol/l的硝酸水溶液調(diào)節(jié)溶液ph值＝1，80℃磁力攪拌30min，得到堿源預(yù)聚體溶液b。

(3)氫氧化銦前驅(qū)體的制備

將步驟(1)得到的銦源預(yù)聚體溶液a與步驟(2)得到的堿源預(yù)聚體溶液b混合，得到混合溶液c，80℃磁力攪拌30min，將溶液c轉(zhuǎn)移至帶有聚四氟乙烯釜襯的不銹鋼反應(yīng)釜中，95℃烘箱中反應(yīng)12小時。冷卻至室溫后，將反應(yīng)釜中沉淀抽濾，蒸餾水洗滌至中性后，80℃烘箱干燥，得到氫氧化銦前驅(qū)體。

(4)in2o3粉體的制備

將步驟(3)中得到的氫氧化銦前驅(qū)體放入瓷舟中，馬弗爐400℃焙燒2小時得到立方形貌in2o3粉體，產(chǎn)物質(zhì)量約0.232g。其fesem照片見圖1、hrtem照片見圖2、xrd譜圖見圖3，氣敏測試譜圖見圖4。

實施例2

(1)銦源預(yù)聚體溶液配制

取1.33g的paa原溶液(質(zhì)量分數(shù)30％)溶于蒸餾水定容至1l，配制濃度為0.4g/l的paa水溶液1。將3.06g的in(no3)3·4.5h2o溶于蒸餾水定容至100ml中得到0.08mol/l銦源水溶液2。取25ml的0.08mol/l銦源水溶液加入25mlpaa水溶液1中，加入含h⁺濃度為2.0mol/l的硝酸水溶液調(diào)節(jié)溶液ph值＝1，80℃磁力攪拌30min，得到銦源預(yù)聚體溶液a。

(2)堿源預(yù)聚體溶液配制

將1.33g的paa原溶液(質(zhì)量分數(shù)30％)溶于蒸餾水定容至1l，配制濃度為0.4g/l的paa水溶液3。將1.1g的sds溶于蒸餾水定容至1l，配制濃度4.0mmol/l的sds水溶液4。將25ml的paa水溶液3與25ml的sds水溶液4混合，獲得paa-sds水溶液5。將1.8g尿素顆粒溶于50ml的paa-sds水溶液4中，加入含h⁺濃度為2.0mol/l的硝酸水溶液調(diào)節(jié)溶液ph值＝1，80℃磁力攪拌30min，得到堿源預(yù)聚體溶液b。

(3)氫氧化銦前驅(qū)體的制備

將步驟(1)得到的銦源預(yù)聚體溶液a與步驟(2)得到的堿源預(yù)聚體溶液b混合，得到混合溶液c，溶液c中paa濃度為0.2g/l，sds濃度1.0mmol/l，80℃磁力攪拌30min，將溶液c轉(zhuǎn)移至帶有聚四氟乙烯釜襯的不銹鋼反應(yīng)釜中，95℃烘箱中反應(yīng)12小時。冷卻至室溫后，將反應(yīng)釜中沉淀抽濾，蒸餾水洗滌至中性，80℃烘箱干燥，得到氫氧化銦前驅(qū)體。

(4)in2o3粉體的制備

將步驟(3)中得到的氫氧化銦前驅(qū)體放入瓷舟中，馬弗爐400℃焙燒2小時得到花形in2o3粉體，產(chǎn)品質(zhì)量約為0.248g。其sem照片見圖5。

實施例3

(1)銦源預(yù)聚體溶液配制

取3.33g的paa原溶液(質(zhì)量分數(shù)30％)，加入蒸餾水定容至1l，配制濃度為1.0g/l的水paa溶液1。將3.06g的in(no3)3·4.5h2o溶于蒸餾水定容至100ml中得到0.08mol/l銦源水溶液2。將25ml銦源水溶液2加入所述25ml的paa水溶液1中，加入含h⁺濃度為2.0mol/l的硝酸水溶液調(diào)節(jié)溶液ph值＝1，80℃磁力攪拌30min，得到銦源預(yù)聚體溶液a。

(2)堿源預(yù)聚體溶液配制

取3.33g的paa原溶液(質(zhì)量分數(shù)30％)，加入蒸餾水定容至1l，配制濃度為1.0g/l的paa水溶液3。將1.1g的sds溶于蒸餾水定容至1l，配制濃度4.0mmol/l的水sds溶液4。將25ml的paa水溶液3與25ml的sds水溶液4混合，獲得paa-sds水溶液5。將1.8g尿素顆粒溶于50ml的paa-sds水溶液4中，加入含h⁺濃度為2.0mol/l的硝酸水溶液調(diào)節(jié)溶液ph值＝1，80℃磁力攪拌30min，得到堿源預(yù)聚體溶液b。

(3)氫氧化銦前驅(qū)體的制備

將步驟(1)得到的銦源預(yù)聚體溶液a與步驟(2)得到的堿源預(yù)聚體溶液b混合，得到混合溶液c，溶液c中paa濃度為0.5g/l，sds濃度1.0mmol/l，80℃磁力攪拌30min，將溶液c轉(zhuǎn)移至帶有聚四氟乙烯釜襯的不銹鋼反應(yīng)釜中，95℃烘箱中反應(yīng)12小時。冷卻至室溫后，將反應(yīng)釜中沉淀抽濾，蒸餾水洗滌至中性，80℃烘箱干燥，得到氫氧化銦前驅(qū)體。

(4)in2o3粉體的制備

將步驟(3)中得到的氫氧化銦前驅(qū)體放入瓷舟中，馬弗爐400℃焙燒2小時得到花形in2o3粉體，產(chǎn)品質(zhì)量約為0.242g。其sem照片見圖6。

實施例4

(1)銦源預(yù)聚體溶液配制

取6.66g的paa原溶液(質(zhì)量分數(shù)30％)，加入蒸餾水定容至1l，配制濃度為2.0g/l的paa水溶液1。將3.06g的in(no3)3·4.5h2o溶于蒸餾水定容至100ml中得到0.08mol/l銦源水溶液2。將25ml銦源水溶液2加入所述25ml的paa水溶液1中，加入含h⁺濃度為2.0mol/l的硝酸水溶液調(diào)節(jié)溶液ph值＝1，80℃磁力攪拌30min，得到銦源預(yù)聚體溶液a。

(2)堿源預(yù)聚體溶液配制

取6.66g的paa原溶液(質(zhì)量分數(shù)30％)，加入蒸餾水定容至1l，配制濃度為2.0g/l的paa水溶液3。將1.1g的sds溶于蒸餾水定容至1l，配制濃度4.0mmol/l的sds水溶液4。將25ml的paa水溶液3與25ml的sds水溶液4混合，獲得paa-sds水溶液5。將1.8g尿素顆粒溶于50ml的paa-sds水溶液4中，加入含h⁺濃度為2.0mol/l的硝酸水溶液調(diào)節(jié)溶液ph值＝1，80℃磁力攪拌30min，得到堿源預(yù)聚體溶液b。

(3)氫氧化銦前驅(qū)體的制備

將步驟(1)得到的銦源預(yù)聚體溶液a與步驟(2)得到的堿源預(yù)聚體溶液b混合，得到混合溶液c，溶液c中paa濃度為1.0g/l，sds濃度1.0mmol/l，80℃磁力攪拌30min，將溶液c轉(zhuǎn)移至帶有聚四氟乙烯釜襯的不銹鋼反應(yīng)釜中，95℃烘箱中反應(yīng)12小時。冷卻至室溫后，將反應(yīng)釜中沉淀抽濾，蒸餾水洗滌至中性，80℃烘箱干燥，得到氫氧化銦前驅(qū)體。

(4)in2o3粉體的制備

將步驟(3)中得到的氫氧化銦前驅(qū)體放入瓷舟中，馬弗爐400℃焙燒2小時得到約0.234g球形in2o3粉體，產(chǎn)品質(zhì)量約為0.232g。其sem照片見圖7。

實施例5

(1)銦源預(yù)聚體溶液配制

取9.99g的paa原溶液(質(zhì)量分數(shù)30％)，加入蒸餾水定容至1l，配制濃度為3.0g/l的paa水溶液1。3.06g的in(no3)3·4.5h2o溶于蒸餾水定容至100ml中得到0.08mol/l銦源水溶液2。將25ml銦源水溶液2加入所述25ml的paa水溶液1中，加入含h⁺濃度為2.0mol/l的硝酸水溶液調(diào)節(jié)溶液ph值＝1，80℃磁力攪拌30min，得到銦源預(yù)聚體溶液a。

(2)堿源預(yù)聚體溶液配制

取9.99g的paa原溶液(質(zhì)量分數(shù)30％)，加入蒸餾水定容至1l，配制濃度為3.0g/l的paa水溶液3。將1.1g的sds溶于蒸餾水定容至1l，配制濃度4.0mmol/l的sds水溶液4。將25ml的paa水溶液3與25ml的sds水溶液4混合，獲得paa-sds水溶液5。將1.8g尿素顆粒溶于50ml的paa-sds水溶液4中，加入含h⁺濃度為2.0mol/l的硝酸水溶液調(diào)節(jié)溶液ph值＝1，80℃磁力攪拌30min，得到堿源預(yù)聚體溶液b。

(3)氫氧化銦前驅(qū)體的制備

將步驟(1)得到的銦源預(yù)聚體溶液a與步驟(2)得到的堿源預(yù)聚體溶液b混合，得到混合溶液c，溶液c中paa濃度為1.5g/l，sds濃度1.0mmol/l，80℃磁力攪拌30min，將溶液c轉(zhuǎn)移至帶有聚四氟乙烯釜襯的不銹鋼反應(yīng)釜中，95℃烘箱中反應(yīng)12小時。冷卻至室溫后，將反應(yīng)釜中沉淀抽濾，蒸餾水洗滌至中性，80℃烘箱干燥，得到氫氧化銦前驅(qū)體。

(4)in2o3粉體的制備

將步驟(3)中得到的氫氧化銦前驅(qū)體放入瓷舟中，馬弗爐400℃焙燒2小時得到花形in2o3粉體，質(zhì)量約為0.230g。其sem照片見圖8。

實施例6

(1)銦源預(yù)聚體溶液配制

取1.33的paa原溶液(質(zhì)量分數(shù)30％)，加入蒸餾水定容至1l，配制濃度為0.4g/l的paa水溶液1。將3.06g的in(no3)3·4.5h2o溶于蒸餾水定容至100ml中得到0.08mol/l銦源水溶液2。將25ml銦源水溶液2加入所述25ml的paa水溶液1中，加入含h⁺濃度為2.0mol/l的硝酸水溶液調(diào)節(jié)溶液ph值＝1，80℃磁力攪拌30min，得到銦源預(yù)聚體溶液a。

(2)堿源預(yù)聚體溶液配制

將1.33g的paa原溶液(質(zhì)量分數(shù)30％)溶于蒸餾水定容至1l，配制濃度為0.4g/l的paa水溶液3。將5.5g的sds溶于蒸餾水定容至1l，配制濃度20.0mmol/l的sds水溶液4。將25ml的paa水溶液3與25ml的sds水溶液4混合，獲得paa-sds水溶液5。將1.8g尿素顆粒溶于50ml的paa-sds水溶液4中，加入含h⁺濃度為2.0mol/l的硝酸水溶液調(diào)節(jié)溶液ph值＝1，80℃磁力攪拌30min，得到堿源預(yù)聚體溶液b。

(3)氫氧化銦前驅(qū)體的制備

將步驟(1)得到的銦源預(yù)聚體溶液a與步驟(2)得到的堿源預(yù)聚體溶液b混合，得到混合溶液c，溶液c中paa濃度為0.2g/l，sds濃度5.0mmol/l，80℃磁力攪拌30min，將溶液c轉(zhuǎn)移至帶有聚四氟乙烯釜襯的不銹鋼反應(yīng)釜中，95℃烘箱中反應(yīng)12小時。冷卻至室溫后，將反應(yīng)釜中沉淀抽濾，蒸餾水洗滌至中性，80℃烘箱干燥，得到氫氧化銦前驅(qū)體。

(4)in2o3粉體的制備

將步驟(3)中得到的氫氧化銦前驅(qū)體放入瓷舟中，馬弗爐400℃焙燒2小時得到花形in2o3粉體，產(chǎn)品質(zhì)量約為0.234g。其sem照片見圖9。

實施例7

(1)銦源預(yù)聚體溶液配制

取3.33g的paa原溶液(質(zhì)量分數(shù)30％)，加入蒸餾水定容至1l，配制濃度為1.0g/l的paa水溶液1。將3.06g的in(no3)3·4.5h2o溶于蒸餾水定容至100ml中得到0.08mol/l銦源水溶液2。將25ml銦源水溶液2加入所述25ml的paa水溶液1中，加入含h⁺濃度為2.0mol/l的硝酸水溶液調(diào)節(jié)溶液ph值＝1，80℃磁力攪拌30min，得到銦源預(yù)聚體溶液a。

(2)堿源預(yù)聚體溶液配制

取3.33g的paa原溶液(質(zhì)量分數(shù)30％)，加入蒸餾水定容至1l，配制濃度為1.0g/l的paa水溶液3。將5.5g的sds溶于蒸餾水定容至1l，配制濃度20.0mmol/l的sds水溶液4。將25ml的paa水溶液3與25ml的水sds溶液4混合，獲得paa-sds水溶液5。將1.8g尿素顆粒溶于50ml的paa-sds水溶液4中，加入含h⁺濃度為2.0mol/l的硝酸水溶液調(diào)節(jié)溶液ph值＝1，80℃磁力攪拌30min，得到堿源預(yù)聚體溶液b。

(3)氫氧化銦前驅(qū)體的制備

將步驟(1)得到的銦源預(yù)聚體溶液a與步驟(2)得到的堿源預(yù)聚體溶液b混合，得到混合溶液c，溶液c中paa濃度為0.5g/l，sds濃度5.0mmol/l，80℃磁力攪拌30min，將溶液c轉(zhuǎn)移至帶有聚四氟乙烯釜襯的不銹鋼反應(yīng)釜中，95℃烘箱中反應(yīng)12小時。冷卻至室溫后，將反應(yīng)釜中沉淀抽濾，蒸餾水洗滌至中性，80℃烘箱干燥，得到氫氧化銦前驅(qū)體。

(4)in2o3粉體的制備

將步驟(3)中得到的氫氧化銦前驅(qū)體放入瓷舟中，馬弗爐400℃焙燒2小時得到花形in2o3粉體，產(chǎn)品質(zhì)量約為0.228g。其sem照片見圖10。

實施例8

(1)銦源預(yù)聚體溶液配制

取13.3g的paa原溶液(質(zhì)量分數(shù)30％)，加入蒸餾水定容至1l，配制濃度為4.0g/l的paa水溶液1。將3.06g的in(no3)3·4.5h2o溶于蒸餾水定容至100ml中得到0.08mol/l銦源水溶液2。將25ml銦源水溶液2加入所述25ml的paa水溶液1中，加入含h⁺濃度為2.0mol/l的硝酸水溶液調(diào)節(jié)溶液ph值＝1，80℃磁力攪拌30min，得到銦源預(yù)聚體溶液a。

(2)堿源預(yù)聚體溶液配制

取13.3g的paa原溶液(質(zhì)量分數(shù)30％)，加入蒸餾水定容至1l，配制濃度為4.0g/l的paa水溶液3。將5.5g的sds溶于蒸餾水定容至1l，配制濃度20.0mmol/l的sds水溶液4。將25ml的paa水溶液3與25ml的sds水溶液4混合，獲得paa-sds水溶液5。將1.8g尿素顆粒溶于50ml的paa-sds水溶液4中，加入含h⁺濃度為2.0mol/l的硝酸水溶液調(diào)節(jié)溶液ph值＝1，80℃磁力攪拌30min，得到堿源預(yù)聚體溶液b。

(3)氫氧化銦前驅(qū)體的制備

將步驟(1)得到的銦源預(yù)聚體溶液a與步驟(2)得到的堿源預(yù)聚體溶液b混合，得到混合溶液c，溶液c中paa濃度為2.0g/l，sds濃度5.0mmol/l，80℃磁力攪拌30min，將溶液c轉(zhuǎn)移至帶有聚四氟乙烯釜襯的不銹鋼反應(yīng)釜中，95℃烘箱中反應(yīng)12小時。冷卻至室溫后，將反應(yīng)釜中沉淀抽濾，蒸餾水洗滌至中性，80℃烘箱干燥，得到氫氧化銦前驅(qū)體。

(4)in2o3粉體的制備

將步驟(3)中得到的氫氧化銦前驅(qū)體放入瓷舟中，馬弗爐400℃焙燒2小時得到球形in2o3粉體，產(chǎn)品質(zhì)量約為0.224g。其sem照片見圖11。

以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實施方式對本發(fā)明所作的進一步詳細說明，不能認定本發(fā)明的具體實施只局限于這些說明。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案和發(fā)明構(gòu)思，做出相應(yīng)改變和替代，而且性能或用途相同，都應(yīng)當(dāng)視為本發(fā)明的保護范圍。