氧化铟是一种被科研工作者广泛研究的宽禁带n型半导体,应用于有毒有害气体的检测。但是单一的In2O3气敏传感器往往存在检测温度较高,灵敏度较低等问题,具有较大的局限性。因此,多年来人们一直致力于通过材料改性来提高In2O3气敏性能。贵金属Pd,作为典型的高效催化剂,可以加速化学吸附进程;金属Zn元素掺杂到氧化铟晶格中,会导致更多的结构缺陷。三维有序大孔结构拥有稳定的结构和较大的比表面积,提供更多的活性吸附位点。本论文采用了胶晶模板法分别制备出3DOM In2O3、Pd负载的3DOM In2O3和Zn掺杂的3DOMIn2O3,探究了材料的组分、结构对气敏性能的影响,并进行了一系列表征和机理探索。具体内容如下:1、先通过胶晶模板法制备出3DOM In2O3载体,再使用氯钯酸作为钯源、NaBH4作为还原剂,通过还原沉积法制备出了 Pd负载的3DOM In2O3气敏传感器,并对NO2进行了气敏性能测试。结果表明,0.5wt%Pd负载的3DOM In2O3在室温下对500 ppb NO2的灵敏度高达980,相对于纯3DOM In2O3不仅最佳工作温度降低25℃,灵敏度也提高了 5倍。通过扫描电镜、透射电镜和氮气吸-脱附等温线等表征手段,我们发现制备样品具有排列规整、不团聚,且相对较大的比表面积,有利于目标气体吸附。通过对样品进行X射线衍射、霍尔效应和拉曼光谱等测试,我们认为气敏性能优化的原因是Pd负载可以提高载流子浓度,而且Pd可以加速吸附氧的化学离解,最终导致耗尽层的厚度的增加,气敏性能的提高。2、本章节通过胶晶模板法制备了掺杂不同摩尔比的Zn的3DOM In2O3,并用于低浓度NO2的气敏检测。通过对比纯3DOM In2O3和掺杂一定量Zn的3DOM In2O3对NO2的气敏性能,我们发现纯3DOM In2O3在 50℃时,对 50ppb NO2 的灵敏度仅为 2,而 3DOM In2O3/Zn-2.5%在50℃时对50 ppb NO2的灵敏度高达30,提高了 15倍左右。我们通过一系列表征探索其原因,发现掺入适量Zn后,3DOM In2O3内部结构缺陷明显增多,晶格畸变加深,有效地促进了材料表面吸附氧的增多,可以捕获更多的目标分子,对提高In2O3材料对NO2的气敏性能具有显著作用。