[發明專利]一種In2O3顆粒/In2O3纖維復合材料的制備方法及所得產品

有效

• 申請號: 201711477520.1
• 申請日: 2017-12-29
• 公開（公告）號: CN108130628B
• 公開（公告）日: 2020-02-18
• 發明（設計）人: 馬謙;李繪;陳迎;韓智峰;張進濤;方圓;王思嘉;李永涵;楊萍
• 申請（專利權）人: 濟南大學
• 主分類號: D01F9/08
• 分類號: D01F9/08;D01D1/02;D01D5/00
• 代理公司: 濟南泉城專利商標事務所 37218
• 代理人: 賈波

本發明公開了一種In₂O₃顆粒_/In₂O₃纖維復合材料的制備方法及所得產品，將蔗糖、對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、可溶性銦鹽和聚乙烯吡咯烷酮，攪拌至透明，得到前驅體紡絲液；將前驅體紡絲液通過靜電紡絲法得到前驅體纖維，然后進行熱處理，得到最終產品。本發明設計了新穎的前驅體紡絲液體系，通過靜電紡絲法制備了尺寸可調的、形貌特殊的立方鐵錳礦型In₂O₃顆粒_/In₂O₃纖維復合材料。本發明所用原料價格低廉，合成過程簡便，反應體系穩定，產物形貌重復性好，產量大，易于規模化生產，所得產品在氣敏材料領域具有較大的應用潛力。

技術領域

本發明涉及一種In₂O₃顆粒_/In₂O₃纖維復合材料的制備方法及所得產品，具體涉及一種由In₂O₃球形顆粒與In₂O₃纖維復合而成的、尺寸可調的立方鐵錳礦型In₂O₃顆粒_/In₂O₃纖維復合材料的制備方法及所得產品。

背景技術

氣體傳感器能夠將檢測氣體的種類、濃度等信息轉換成電信號，在現代醫療衛生、食品工業、能源技術、空間技術等領域中發揮著重要作用。氣敏材料是氣體傳感器的核心，對不同類型氣體的檢測靈敏度高，其阻值隨著氣體濃度的不同可以產生規律性的變化。目前，氣敏材料多以典型的金屬氧化物半導體為研究對象，具有價格低廉、靈敏度高、穩定性好等優點。但商業化的半導體氣體傳感器仍存在著選擇性差、響應和恢復速度慢、工作溫度偏高等缺點，嚴重制約著半導體氣體傳感器的實際應用。

In₂O₃是一種典型的n型半導體金屬氧化物，常具有兩種結構：一種是多晶態的鐵錳礦型結構，呈立方體；另一種是剛玉型結構，呈六方體。In₂O₃的直接禁帶和間接禁帶分別是3.6 eV和2.5 eV，表現出優良的光學和電學性質，可以廣泛應用于氣體傳感器領域中。隨著納米科學技術的迅速發展，一系列形貌可控的In₂O₃微納米材料（如納米顆粒、納米塔、立方塊、納米棒、八面體、納米線、納米纖維等）問世，它們可以采用熱蒸發法、溶劑熱法、高溫分解法、氣相沉積法、模板法、靜電紡絲法等方法合成。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”報道了利用化學氣相沉積法在Si襯底上合成尺寸可調的In₂O₃納米線的方法，探索了不同反應參數影響下的動力學過程及晶體生長機理；“S. Elouali, L.G. Bloor, R. Binions, I.P.Parkin, C.J. Carmalt, and J.A. Darr, Langmuir, 2012, 28, 1879-1885”報道了利用一種快速、清潔的水熱反應合成14 nm的In₂O₃納米顆粒的方法，發現這種材料對乙醇氣體具有優異的氣敏選擇性。