In2O3纳米颗粒电阻式传感器在NO2和SF6检测中的应用与性能研究

针对NO2和SF6等有害气体检测的迫切需求，研究人员通过水热法合成In2O3纳米颗粒，开发出高性能电阻式传感器。该传感器在200°C下对10–116 ppm NO2响应达153.6–1893倍，对100–993 ppm SF6响应为1.2–51.9倍，且在90%湿度下保持稳定性能。研究为环境污染物实时监测提供了低成本、高灵敏度的解决方案。

　　

随着空气污染对健康和环境的威胁日益加剧，NO₂和SF₆作为典型有害气体备受关注。前者源自工业燃烧，可引发呼吸道疾病；后者作为高压设备绝缘介质，泄漏会导致神经系统损伤。传统检测方法如气相色谱-质谱联用(GC-MS)虽精准但笨重昂贵，而现有便携传感器又面临选择性差、寿命短等问题。为此，印度理工学院的研究团队创新性地利用水热法合成In₂O₃纳米颗粒，开发出兼具高灵敏度和环境稳定性的电阻式传感器。

研究采用X射线衍射(XRD)确认材料的立方铁锰矿结构，紫外可见光谱测定带隙为3.65 eV，场发射扫描电镜(FESEM)显示纳米颗粒直径约100 nm。通过调控工作温度（100-300°C），发现200°C为最佳检测温度。在湿度干扰实验中，传感器对SF₆的响应在90%RH与干燥条件下相当，而对NO₂的响应在高湿环境下反而增强，这一反常现象为后续机理研究提供了新方向。

【材料表征】XRD谱显示(222)晶面为主导的立方结构，EDS证实材料纯度，Tauc曲线计算带隙与文献报道一致。
【气体响应】传感器对NO₂的响应值跨越三个数量级，对SF₆的检测下限达100 ppm，填补了该材料在SF₆检测领域的空白。
【湿度影响】通过对比0%RH与90%RH条件下的响应差异，发现水分子可能参与NO₂的表面反应，而SF₆的惰性使其受湿度干扰较小。

该研究不仅证实In₂O₃纳米材料在双气体检测中的独特优势，还通过拟合因子实现了对复杂环境中干扰物的有效区分。论文发表于《Sensors and Actuators B: Chemical》，为开发下一代环境监测设备提供了重要参考。Jyoti Prakash和Ruma Ghosh团队指出，未来可通过掺杂改性进一步提升材料在极端环境下的稳定性，推动该技术向实际应用转化。