[發明專利]一種穩定形貌氧化銦的制備方法及該氧化銦的應用

有效

• 申請號: 202011021701.5
• 申請日: 2020-09-25
• 公開（公告）號: CN112225249B
• 公開（公告）日: 2021-09-10
• 發明（設計）人: 金涵;崔大祥;薛翠麗;張禹娜;崔勝勝;周源
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: C01G29/00
• 分類號: C01G29/00;C01G15/00;G01N27/30;G01N27/406
• 代理公司: 寧波奧圣專利代理有限公司 33226
• 代理人: 程曉明

本發明公開了一種穩定形貌氧化銦的制備方法，包括以下步驟：(1)按質量比1：0.1～0.5將氧化銦粉末和氧化鉍粉末混合；(2)將上述粉末混合物放入球磨機中于室溫下球磨，得到均勻的粉末混合物；(3)將所獲得的均勻粉末混合物放入馬弗爐中于700?1000度溫度下煅燒；(4)待馬弗爐自然冷卻至室溫后，得到穩定形貌的氧化銦；優點在于合成過程簡單、合成周期短(2小時內獲得樣品)、樣品產率高(產率可達95％)、無需復雜設備且所獲氧化銦在1000度以內高溫下加熱2小時均可維持其形貌，同時利用本發明所得立方狀氧化銦制備的電化學傳感器對壬烷具有較好的選擇性。

技術領域

本發明涉及一種穩定形貌氧化銦，尤其是涉及一種穩定形貌氧化銦的制備方法及該氧化銦的應用。

背景技術

氧化銦(In₂O₃)作為一種半導體功能材料，具有較寬的禁帶寬度、較小的電阻率和較高的催化活性的特定，在光電領域、氣體傳感器、催化劑方面得到了廣泛應用。由于氧化銦的結構和形貌直接影響著其性能，由此，制備出特殊結構和形貌的氧化銦是調控其性能的關鍵技術。近年來研究人員致力于控制氧化銦材料的結構和形貌來增強其性能，其制備方法主要有化學氣相沉積、濺射法、溶膠凝膠法、微乳液法、均勻沉淀法、水熱法、靜電紡絲法等。制備的不同結構形貌的氧化銦材料包括：量子點、納米長方體、納米線、納米帶、納米管、納米纖維、納米晶體鏈、多級蠶豆狀和微米球等。然而化學氣相沉積法雖然能合成形貌各異、性能優異的納米氧化銦，但對設備各項參數調整的要求很高,樣品量也少,難以實現工業化生產。常用的液相法工藝流程較長,設備消耗較大。此外，具備特殊結構和形貌的氧化銦，如長方狀氧化銦熱穩定性較差，在制備傳感器時，其結構和形貌在高于300度的環境下易發生變化，即氧化銦的結構和形貌易在高溫下被破壞，而喪失其特定的性能，直接限制了特定結構和形貌氧化銦在不同工作環境下的廣泛應用。如何在保證氧化銦結構和形貌熱穩定性的前提上，采用簡便的合成方法合成特定結構和形貌的氧化銦成為目前亟待解決的問題。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種工藝簡單、成功率高且有良好的形貌熱穩定性的定形貌氧化銦的制備方法及該氧化銦的應用。

本發明解決上述技術問題所采用的技術方案之一為：一種穩定形貌氧化銦的制備方法，包括以下步驟：

(1)按質量比1：0.1～0.6將氧化銦粉末和氧化鉍粉末混合；

(2)將上述粉末混合物放入球磨機中于室溫下球磨，得到均勻的粉末混合物；

(3)將所獲得的均勻粉末混合物放入馬弗爐中于700-1000度溫度下煅燒；

(4)待馬弗爐自然冷卻至室溫后，得到穩定形貌的氧化銦。

球磨的時間為2個小時以上，煅燒時間在1小時以上。

本發明解決上述技術問題所采用的技術方案之二為：使用上述方法制備得到的穩定形貌氧化銦的電化學傳感器，包括YSZ固體電解質層、加熱片、參比電極和敏感電極，所述的YSZ固體電解質層的下端面與所述的加熱片的上端面貼合且固定連接，所述的參比電極和所述的敏感電極分別為大小尺寸相同的正方體形狀，所述的參比電極和所述的敏感電極間隔分布在所述的YSZ固體電解質層的上端面上，所述的參比電極上設置有參比電極引線，所述的敏感電極上設置有敏感電極引線，所述的敏感電極為立方狀穩定形貌氧化銦。

所述的參比電極的材料為二氧化錳；所述的加熱片的材料為氧化鋁。

所述的YSZ固體電解質層和所述的加熱片均為長方體形狀，且所述的YSZ固體電解質層的邊長和所述的加熱片的邊長相等。