摘要:采用一步静电纺丝法制备了一维In_(2)O_(3)纳米纤维,通过不同的热处理过程得到均匀的In_(2)O_(3)中空纳米纤维。进一步对In_(2)O_(3)中空纳米纤维进行了不同Ni和In摩尔数比值的Ni掺杂。通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、能谱仪(EDS)和X射线光电子能谱仪(XPS)对纤维的晶体结构、微观形貌、元素组成和价态等进行了表征。结果表明Ni元素成功地掺杂在中空纤维中。最后,研究了Ni掺杂In_(2)O_(3)纳米纤维传感器对丙酮的气敏传感性能。结果表明:在220℃最佳工作温度下,3℃/min升温速率下生成的In_(2)O_(3)中空纳米纤维传感器对体积分数1×10^(-4)丙酮的响应为6.87,响应是2℃/min升温速率下生成的实心纤维传感器的1.44倍。在最佳Ni和In摩尔数比值(1.5%)的Ni掺杂后中空纳米纤维传感器响应提升至13.47,是纯In_(2)O_(3)中空纳米纤维传感器的1.96倍。选择性测试结果表明,掺杂后中空纳米纤维传感器对丙酮的响应显著提升,但对甲醇、乙二醇、N,N二甲基甲酰胺、甲苯和氢气的气敏响应影响较小,说明掺杂后中空纳米纤维传感器对丙酮的选择性增强,测量出检测下限低至体积分数1.1×10^(-5),同时具有最佳响应的1.5Ni-In_(2)O_(3)传感器在五个循环周期内响应保持不变,表现出良好的重复性。因此,合理调整材料结构并进行元素掺杂可以促进气体吸附和表面反应,从而有效提高气敏材料的气敏传感性能。