随着当代经济社会的发展,工业化给人们带来巨大价值的同时也带了许多环境污染问题,排放的有毒有害气体便是其中之一。气敏传感器在检测易燃、有毒和对环境有害的污染气体方面起到了重要的作用,二氧化锡作为一种重要的宽禁带半导体材料,在气敏传感器方面得到了广泛的应用,但其灵敏度和选择性有待进一步改善。作为表面电阻控制型气敏材料,增大材料的比表面积有利于提高其灵敏度,而通过离子改性处理可以有效地提高其气体选择性。因此,本文主要通过喷雾干燥法和模板法制备多孔结构氧化锡,然后在上述研究的基础之上,进一步利用金属离子对二氧化锡进行改性处理,并研究了所制备的多孔结构二氧化锡和改性二氧化锡的气敏性能。得到研究结果如下:1.首先通过利用喷雾干燥法制备氧化锡微球。通过喷雾干燥法,制备具有微球结构氧化锡,并且通过引入葡萄糖作为造孔剂,制备了具有介孔结构SnnO2多孔微球。所制备的SnO2多孔微球的粒径约为2-5 μm,晶粒尺寸为11±0.5 nm,SnO2多孔微球的比表面积为39.6 m2/g,孔径主要分布的尺寸约为12.3 nm。制备的SnO2多孔材料对正丁醇显示较好的气敏性能。在300℃下对300 ppm正丁醇的灵敏度为105.3,响应时间为50s,恢复时间为25 s。此外,还利用该方法研究了In2O3微球、ZnFe2O4微球的制备及其气敏性能。研究结果表明:合成了大小为2-5μm的In2O3多孔微球,该In2O3多孔微球对正丁醇显示较好的选择性。在300℃下对300 ppm正丁醇的灵敏度为37,响应时间为40s,恢复时间为18 s;合成的ZnFc2O4多孔微球大小为2-4 μm,合成的ZnFe2O4多孔微球同样对正丁醇显示较好的选择性。在300℃下对300 ppm正丁醇的灵敏度为19.6,响应时间为36 s,恢复时间为15 s。2.实验进一步选择上述介孔结构氧化锡微球,对其进行了改性研究。采用石墨烯和金颗粒对SnO2进行了改性处理,研究结果表明:石墨烯的添加并没有改变合成微球的结构,石墨烯改性SnO2微球尺寸为2-3 μm,对300 ppm的正丁醇显示了较高的灵敏度,灵敏度为110。相比较之前通过喷雾干燥法制备的但是并没有掺杂的SnO2材料,掺杂石墨烯的SnO2的灵敏度提高的并不明显;此外,还研究了 Au改性SnO2微球,制备了尺寸2-5 μm的多孔微球,制备的多孔微球的比表面积为31.3 m2/g,孔径的尺寸主要分布在61.7 nm。相比较未掺杂SnO2,掺杂金颗粒的SnO2的气敏性能显示较高的灵敏度。在300℃下制备的Au掺杂的SnO2对300 ppm的正丁醇的灵敏度为154,响应时间为50 s,恢复时间为35 s,金颗粒改性有利于提高SnO2微球的气敏性能。3.此外,本研究还采用生物模板法制备介孔结构的SnO2。以柚子部分果皮为生物模板,通过冷冻干燥、滴定、水热以及煅烧的方式,成功的制备出具有柚皮结构的SnO2。制备的纯SnO2对300 ppm正丁醇和甲醇展现了极高的灵敏度(1216.842/1966.971)。但是响应恢复时间也随之延长:1084 s/591 s以及2144 s/935 s。为进一步改善响应恢复时间,实验通过NiO改性处理,来缩短SnO2的响应恢复时间,研究结果表明:通过不同掺杂量的对比,得出掺杂0.5%NiO的SnO2表现出较好的气敏性能。在150℃下,对300ppm的正丁醇的灵敏度为1556.208,响应恢复时间为193 s/651 s。