[发明专利]一种In2O3颗粒/In2O3纤维复合材料的制备方法及所得产品有效

专利信息
申请号: 201711477520.1 申请日: 2017-12-29
公开(公告)号: CN108130628B 公开(公告)日: 2020-02-18
发明(设计)人: 马谦;李绘;陈迎;韩智峰;张进涛;方圆;王思嘉;李永涵;杨萍 申请(专利权)人: 济南大学
主分类号: D01F9/08 分类号: D01F9/08;D01D1/02;D01D5/00
代理公司: 济南泉城专利商标事务所 37218 代理人: 贾波
地址: 250022 山东*** 国省代码: 山东;37
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摘要:
搜索关键词: 一种 in2o3 颗粒 纤维 复合材料 制备 方法 所得 产品
【说明书】:

发明公开了一种In2O3颗粒/In2O3纤维复合材料的制备方法及所得产品,将蔗糖、对苯二胺和二甲基甲酰胺混合,然后向所得混合物中加入乙醇、可溶性铟盐和聚乙烯吡咯烷酮,搅拌至透明,得到前驱体纺丝液;将前驱体纺丝液通过静电纺丝法得到前驱体纤维,然后进行热处理,得到最终产品。本发明设计了新颖的前驱体纺丝液体系,通过静电纺丝法制备了尺寸可调的、形貌特殊的立方铁锰矿型In2O3颗粒/In2O3纤维复合材料。本发明所用原料价格低廉,合成过程简便,反应体系稳定,产物形貌重复性好,产量大,易于规模化生产,所得产品在气敏材料领域具有较大的应用潜力。

技术领域

本发明涉及一种In2O3颗粒/In2O3纤维复合材料的制备方法及所得产品,具体涉及一种由In2O3球形颗粒与In2O3纤维复合而成的、尺寸可调的立方铁锰矿型In2O3颗粒/In2O3纤维复合材料的制备方法及所得产品。

背景技术

气体传感器能够将检测气体的种类、浓度等信息转换成电信号,在现代医疗卫生、食品工业、能源技术、空间技术等领域中发挥着重要作用。气敏材料是气体传感器的核心,对不同类型气体的检测灵敏度高,其阻值随着气体浓度的不同可以产生规律性的变化。目前,气敏材料多以典型的金属氧化物半导体为研究对象,具有价格低廉、灵敏度高、稳定性好等优点。但商业化的半导体气体传感器仍存在着选择性差、响应和恢复速度慢、工作温度偏高等缺点,严重制约着半导体气体传感器的实际应用。

In2O3是一种典型的n型半导体金属氧化物,常具有两种结构:一种是多晶态的铁锰矿型结构,呈立方体;另一种是刚玉型结构,呈六方体。In2O3的直接禁带和间接禁带分别是3.6 eV和2.5 eV,表现出优良的光学和电学性质,可以广泛应用于气体传感器领域中。随着纳米科学技术的迅速发展,一系列形貌可控的In2O3微纳米材料(如纳米颗粒、纳米塔、立方块、纳米棒、八面体、纳米线、纳米纤维等)问世,它们可以采用热蒸发法、溶剂热法、高温分解法、气相沉积法、模板法、静电纺丝法等方法合成。例如,“W.Y. Yin, M.H. Cao, S.J.Luo, C.W. Hu, and B.Q. Wei, Crystal Growth&Design, 2009, 9(5), 2173-2178”报道了利用化学气相沉积法在Si衬底上合成尺寸可调的In2O3纳米线的方法,探索了不同反应参数影响下的动力学过程及晶体生长机理;“S. Elouali, L.G. Bloor, R. Binions, I.P.Parkin, C.J. Carmalt, and J.A. Darr, Langmuir, 2012, 28, 1879-1885”报道了利用一种快速、清洁的水热反应合成14 nm的In2O3纳米颗粒的方法,发现这种材料对乙醇气体具有优异的气敏选择性。

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