[发明专利]一种氧化铟气敏元件的制备方法

说明书

一种氧化铟气敏元件的制备方法，将In(NO₃)₃·4.5H₂O和(NH₄)₂SO₄固体，溶于醇‑水溶液中，得到混合溶液，将混合溶液在室温至90℃的温度下反应生成白色沉淀；将白色沉淀洗涤、干燥并煅烧，得到氧化铟粉末；将氧化铟粉末和松油醇混合后在玛瑙研钵中充分研磨形成均匀的印刷浆料，用丝网印刷机将印刷浆料印刷到附有金叉指电极的陶瓷基片上，并在电极的两端引出铂丝导线制成气敏元件，置于马弗炉中高温预处理，得到产品。优点是：氧化铟气敏材料的制备工艺简单、成本低且对环境无污染，其形貌可控，通过控制氧化铟的形貌，来实现其对NO₂气体的灵敏度控制，制备的气敏传感器可以检测浓度较低的NO₂气体。

技术领域

本发明涉及一种氧化铟气敏元件的制备方法，特别涉及一种形貌可控氧化铟气敏材料制备传感器的方法。

背景技术

随着工业化进程的推进，空气环境质量受到了严重的影响，随之而来的是空气中出现了越来越多的有毒气体，如NO₂、SO₂、CO等。其中NO₂是一种强烈的毒性气体，其主要来源于化石燃料的燃烧以及城市汽车尾气等。NO₂气体能够形成酸雨从而损坏建筑、危害植物。此外，NO₂气体进入人体损害呼吸道系统，严重威胁到了人类的身体健康。因此，对环境中NO₂气体灵敏而有效地监测显得尤为重要和越来越有研究意义。目前，酸萘乙二胺分光光度法是常用的NO₂气体监测的标准方法，但是该方法操作繁琐复杂、运行成本较高且不易于在户外进行监测。近年来，由于纳米金属氧化物具有灵敏度高选择性强等特性而逐渐成为用于制作气敏传感器材料的新型功能材料。

氧化铟是一种新的n型半导体功能材料，具有较宽的禁带宽度。由于其具有灵敏度高、低电阻率以及对多种气体均有较好的气体响应等优点，从而受到人们广泛的关注。此外，氧化铟的合成成本较低，在吸收气体响应后易于恢复，并且使用寿命较长。因此，氧化铟可以作为气敏性材料用于气敏传感器中来对大气中的一些有害气体进行有效监测。

CN 104229871A公开了“一种分级结构的花状氧化铟气敏材料的制备方法”，该方法是先配制一定比例含量的氯化铟、柠檬酸钠、二甲基甲酰胺和去离子水的混合溶液，再加入一定量的尿素做沉淀剂，将混合溶液密封于高压釜中水热进行反应，反应产物经洗涤、干燥和煅烧获得具有分级结构的花片状氧化铟气敏材料。CN107215890A公开了“一种纳米氧化铟气敏传感器的制备方法”，该方法是将氯化铟、1,4-丁二胺溶于水，然后利用反应釜水热反应获得氧化铟前躯体，前躯体经洗涤、干燥和煅烧生成具有多孔结构的立方氧化铟纳米粉。这两种方法都是水热合成前驱体后再进行煅烧，制备具有特殊结构的氧化铟来提高其气敏性能，水热合成法，需用反应釜生产，对设备和安全要求都较高，生产成本高。

发明内容

本发明的要解决的技术问题是提出一种氧化铟气敏元件的制备方法，氧化铟气敏材料的制备工艺简单、成本低且对环境无污染，其形貌可控，通过控制氧化铟的形貌，来实现其对NO₂气体的灵敏度控制，制备的传感器可以检测浓度较低的NO₂气体。

本发明的技术解决方案是：

一种氧化铟气敏元件的制备方法，其具体步骤是：

(1)将In(NO₃)₃·4.5H₂O和(NH₄)₂SO₄固体，溶于醇-水溶液中，得到混合溶液，其中混合溶液中In(NO₃)₃的浓度为0.1mol/L-0.2mol/L，In³⁺离子和SO₄^2-的摩尔比为1:1；