基于火焰喷雾热解法合成的PdOx掺杂In2O3纳米颗粒的H2气体传感器

摘要： 本工作首次通过火焰喷雾热解法（FSP）一步成功合成了0-1.0 wt% PdOx掺杂In2O3纳米颗粒，并研究其气体传感应用。采用旋涂法制备传感薄膜，在150-350°C干燥空气中对氢气（H2）进行测试。通过X射线分析、氮气吸附和电子显微镜对粉末及传感薄膜性能进行分析。观察到直径2-20 nm的球形和立方体In2O3纳米颗粒，未发现明显的Pd或PdOx第二相。详细分析表明Pd物种可能以嵌入In2O3纳米颗粒晶界及其表面的PdOx微晶形式存在。气体传感测试显示，PdOx掺杂显著提升了In2O3纳米颗粒的氢敏特性，其中0.50 wt%为最佳掺杂量。该最优PdOx掺杂In2O3传感薄膜在250°C最佳工作温度下对10,000 ppm H2表现出3526的高响应值。此外，该薄膜对H2S、NO2、C2H4O、C2H4、C2H5OH和C2H2等有毒易燃气体展现出良好的稳定性和高H2选择性。