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摘要
研究NO2传感器材料特性和工作机理,对监测大气污染及人体健康保护有重要意义.本文采用水热法合成了铁掺杂的多孔In2O3纳米颗粒,并基于上述纳米颗粒制备了NO2传感器.运用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜和比表面积测试对所制备的纳米颗粒进行微观形貌表征,同时对传感器性能包括温度特性、响应-恢复特性、选择性和稳定性等进行研究.研究发现,当In和Fe摩尔比为9∶1时,由铁掺杂多孔In2O3纳米颗粒制作的传感器对NO2气体具有优秀的选择性和较短的响应-恢复时间.在260℃的工作温度下,传感器对浓度为50 ppm (1 ppm=1 mg/L)的NO2气体的灵敏度值为960.5,响应时间和恢复时间分别为5和6 s.形貌测试结果表明,采用Span-40做活性剂制备的铁掺杂In2O3纳米颗粒为边长50—200 nm的方形结构,其中分布大量细小孔洞,这是导致大的比表面积和高灵敏度的主要原因之一.同时,从空间电荷、内建势垒和掺杂前后能带变化等理论出发,对所制备传感器的传感机理进行了分析.
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