In2O3纳米陶瓷纤维无纺布的静电纺丝制备及气敏特性研究.pdf

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1、第32卷第2期2011年4月化学工业与工程技术．，o“，wnZo，ClIlPmic诅Z工”d“盯，了＆Ekgi挖e已，．ingV01．32No．2Apr．，201lIn203纳米陶瓷纤维无纺布的静电纺丝制备及气敏特性研究卢启芳1’2，陈代荣2，焦秀玲2，刘素文1(1．山东轻工业学院山东省玻璃与陶瓷重点实验室，山东济南250353；2．山东大学化学院，山东济南250100)摘要：采用溶胶一凝胶法结合静电纺丝技术制备了直径20～60nm的超细氧化铟(Inzoa)纳米陶瓷纤维及纳米陶瓷纤维无纺布。采用XRD，IR，SEM，HR—TEM，TGA等分析方法对纳米纤维的形貌和显微结构

2、进行了表征，并研究了其气敏特性。由700℃下煅烧的该超细In。0s纳米纤维所制备的气敏元件具有较好的反应和选择性，对甲醛气体表现出较快的响应和恢复速度。关键词：ln。0。纳米陶瓷纤维静电纺丝气敏特性中图分类号：TP204，TQ340．6文献标识码：A文章编号：1006—7906(2011)02一o001—04Res

3、咖℃h伽pr叩arati蚰of衄q删cn锄娟ber删ltsbyelect唧iIllling锄ditsgps鲫lsingp110重旧广tiesLUQi如行91一，CHENDniron92，JLA0X池￡i拧92，LJUS扰戳脚1(1．KeyLaboratoryo

4、fG1assesandCeramics，ShandongInstituteofLightIndustry，Jinan250353，ChinaI2．DepartmentofChemistry，ShandongUniversity，Jinan250100，China)Abstmct：In203ceramicnanofiberswithdiametersaround20一60nmhavebeenfabricatedbysol—gelcombinedelectmspin—ningprocess．Themorphologyandchemicalstructureoftheas—pr

5、eparedandcalcinedsamplesareanalyzedbySEM，TGA，HRTEM，XRDandFTIR．ThegassensorfabricatedbyIn203ceramicnanofiberscalcinedat700℃hasspecialgassensingpropertiesincludinghighresponseandselectivity，fastresponseandrecoverytimetoformaldehydegas．KeywoH量s：In20bceramicnanofibers；E】ectrospinning；Gassensi

6、ngproperties甲醛的蒸气是一种对人体有害的气体，但甲醛作为一种重要的化工原料，在工业生产中仍发挥巨大的作用，很难找到合适的替代品。因此，对此类有毒气体进行选择性检测，进而对其实施实时监控迫在眉睫。氧化铟(In。O。)是一种N一型半导体氧化物，作为一种新型的气敏材料，In。O。具有较宽的禁带宽度、较小的电阻率和较高的催化活性。纳米结构的In。O。由于具有许多新奇的电学、光学性质，从而使其在纳米电子学、光电学、光催化以及光电化学等众多领域具有广阔的应用前景[1．2]。一维纳米结构材料能有效地限制电子传输和晶粒尺寸长大，具有相对较高的比表面积，易于操作，可以作为结构单

7、元实现自下而上的器件组装，为器件向微型化方向发展提供材料基础，因此在传感器件的应用上具有特殊的意义口一4]。静电纺丝法是近几年发展起来的纳米纤维材料的制备方法，通过高压静电法较容易地得到尺度可控的纳米纤维。尽管有研究人员采用静电纺丝法制备了In：O。纳米陶瓷纤维，并对其光学性质和传感特性进行了研究[5-9]，但对具有大比表面积／质量比、高孔容积、低密度和小孔径尺寸等优点的In：0。纳米陶瓷纤维无纺布的研究却鲜有报道。笔者以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)作为基体，乙醇和水作为溶剂，通过静电纺丝法制备了形貌均一的In。03纳米陶瓷纤维无纺布，并对其甲醛气敏性能进行了研究。研究发现，

8、In。03纳米纤收稿日期：2010—lO一30基金项目：国家自然科学基金项目(50872076)}山东省高等学校科技计划项目(J09LD23)I山东大学晶体材料研究所国家重点实验室开放课题项目(KF0905)。作者简介：卢启芳(1977一)，女．山东昌邑人，博士，剐教授．主要从事低维纳米材料的控制合成。E-mail：luqf0324@126．comm{tn‘qrn＆$2u¨4∞32％％2m维灵敏度高、造样性好、T侔温度低．对甲醛具有优异的o(戢性能．具有照虾的坫础研究Ⅻ应用前景。J实喧部分ll女验材抖聚已烯毗咯烷酮(简称l’v