氧化锌是禁带较宽的金属氧化物,属于半导体材料。氧化锌物理化学性质较稳定,原料丰富、制备成本比较廉价,而且拥有良好的气敏、光催化等性能,因此氧化锌材料被应用在众多领域。本课题通过溶胶凝胶法制备了不同掺杂浓度的铝掺杂氧化锌粉末,并制备出气敏传感器。主要完成以下工作:1.无水乙醇和去离子水以1:1的配比混合后制备溶剂,利用醋酸锌、氢氧化钠、硝酸铝作原料,通过溶胶凝胶法制备纯氧化锌和铝掺杂氧化锌纳米粉末,掺杂量分别为0wt.%、2.98wt.%、4.98wt.%、6.98wt.%。通过浸渍提拉法制备氧化锌气敏元件。2.通过紫外可见分光光度计得到了粉末样品的吸收光谱和透射光谱,通过外推法计算了样品的禁带宽度。结果发现,掺杂后氧化锌在可见光波段和紫外光波段的吸收强度均变小,在紫外光波段吸收强度的减幅更明显;在大于450nm的波段,几种样品透射率均很高,在85%以上。3.对样品进行X射线衍射和扫描电子显微镜的表征以及相应的气敏测试,得出:随着掺杂量的增加,氧化锌排列更加疏松,结晶粒径减小。由掺杂带来形貌的改变有益于气体的吸附,增加了样品的气敏性能。随着退火温度的上升,样品的结晶粒径逐渐增大,与XRD粒径计算结果相符合。4.对样品进行系统的气敏测试,发现掺杂样品对丙酮的选择性最好,灵敏度比纯氧化锌提高了很多,响应-恢复时间均大大减少,工作温度下降。尤其是掺杂量为4.98wt.%样品,灵敏度高达14075,响应恢复时间分别为3s、1s,工作温度下降到110℃。5.研究了紫外光激发对铝掺杂氧化锌气敏性能的影响。将样品置于紫外光照射和黑暗两种条件下进行气敏测试。结果显示,置于紫外光照射中的样品对丙酮拥有良好的响应,灵敏度较高。6.通过实验结果和分析,确定了铝掺杂氧化锌气敏材料的最佳制备工艺,其中制备pH值为7,最佳掺杂量为4.98wt.%,最佳退火温度为700℃,最佳工作温度为110℃。并深入分析了掺杂以及紫外光激发增加氧化锌气敏性能的机理。