【摘 要】
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NO2作为大气污染中的一种典型气体,是形成一些自然灾害如酸雨和雾霾天气的主要因素,对人类生命健康造成严重的危害。因此,开发一种能够检测NO2的气敏传感器是有重大意义的。金属氧化物半导体传感器（MOS）能够有效的检测NO2气体,相较于其他的气体传感器,其具有制作简单、对气体响应灵敏,选择性好等优势。SnO2具有电子迁移率高,化学和热稳定性好等优点,在金属氧化物半导体传感器领域得到了广泛的应用。然而,
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NO2作为大气污染中的一种典型气体,是形成一些自然灾害如酸雨和雾霾天气的主要因素,对人类生命健康造成严重的危害。因此,开发一种能够检测NO2的气敏传感器是有重大意义的。金属氧化物半导体传感器（MOS）能够有效的检测NO2气体,相较于其他的气体传感器,其具有制作简单、对气体响应灵敏,选择性好等优势。SnO2具有电子迁移率高,化学和热稳定性好等优点,在金属氧化物半导体传感器领域得到了广泛的应用。然而,目前的研究表明,SnO2作为敏感材料,在检测气体的过程中还存在工作温度高、响应和恢复时间长等缺陷。本文将基于以上缺陷,围绕SnO2纳米材料进行设计来改善其在检测气体时的缺陷,提高气敏性能,具体研究内容如下:（1）采用溶剂热法并通过调节热处理温度制备了二维多孔纳米片结构SnO2纳米材料。对材料的气敏性能进行了探究,结果表明,在紫外光激发的条件下三组SnO2纳米材料的最佳工作温度均在100℃。而且对其响应值进行比较可知,热处理温度为600℃时制备的样品在100℃下对于20 ppm NO2的响应值最高为1100,响应和恢复时间分别为38s和23 s,检测极限是100 ppb。对于其他气体的响应值远低于NO2,说明该样品对NO2具有优异的选择性。同时,该样品的气敏测试结果也表明600℃时制得的样品具有良好的重复性和长期稳定性。该工作实现了在较低的工作温度下（100℃）对NO2气体进行检测。（2）为了改善纯SnO2纳米材料在室温下对NO2的气敏传感能力,采用溶剂热法制备In2O3/SnO2复合材料（In2O3/SnO2-1、In2O3/SnO2-2、In2O3/SnO2-3）。对该复合材料的气敏性能进行探究,结果表明,在紫外光的激发条件,工作温度可降至室温,其中In2O3/SnO2-2对50 ppm的NO2响应值最高为49,响应时间是8 s,恢复时间是17 s,检测极限是200 ppb。对NO2响应值也都高于其他气体,同时其也具备优良的重复性和长期稳定性。通过制备In2O3/SnO2复合材料成功的提高了纯SnO2纳米材料在室温下检测NO2的响应值,缩短了响应和恢复时间。（3）为了提高SnO2纳米材料在不加光且室温的工作温度下对NO2的气敏响应能力,采用溶剂热法制备了RGO/SnO2复合材料（0.5-RGO/SnO2、1-RGO/SnO2、3-RGO/SnO2、5-RGO/SnO2）,测试了该复合材料在室温下的气敏性能。结果表明,在室温不加光的条件下1-RGO/SnO2对于NO2的气敏响应值高于纯的SnO2纳米材料,对20 ppm NO2的响应值是19,响应时间为27 s,恢复时间是42 s,同时其在室温下对NO2有良好的选择性和长期稳定性。
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