中文摘要：

基于As、ZnCl2和Au等多个催化剂的共同作用，采用CVD技术制备纳米棒组装的分级超结构；基于F-、CH3CO2-、C2O42-、油酸、油胺、三辛基膦、三辛基氧膦等的选择性吸附，采用水热、溶剂热和高温回流法合成不同形貌氧化铟纳米材料，尤其是尺寸小于50 nm纳米结构单元及其组装的三维超晶格；在晶体结构和分子水平上研究反应机理、成核和生长过程，揭示不同氧化铟纳米结构形成的根本原因。利用丝网印刷和光刻技术 将所制备的材料制成平板传感器，研究C2H5OH、NH3 、C2H5OH、HCHO和H2S等气体的传感特性。以甲基橙、罗丹明B和卤代苯酚为例，研究光催化特性。揭示氧化铟传感和光催化特性与其纳米材料的尺寸、形貌、晶体和表面结的本质联系, 在分子水平上理解所测气体和有机污染物在氧化铟纳米材料表面的作用过程和降解机理。为研制新型催化剂与传感器提供理论与技术上的支持。

结论摘要：

本项目采用无表面活性剂的水热、溶剂热法，以HF微气泡为模板制备了单晶In(OH)3空心微米立方体结构，通过煅烧得到了In2O3空心多空微米立方体结构，发现其对罗丹明B和甲基橙的光降解具有良好的催化能力；基于乙二醇在InOOH不同晶面的选择性吸附，制备了暴露{020}晶面的单晶InOOH六角星结构，研究了它们对罗丹明B光降解的催化性质，发现暴露{020}晶面的InOOH六角星结构具有比商业TiO2 (P25) 更强的光催化能力，确定{020}晶面是InOOH的活性面。通过在单晶硅片上加热InCl3 水溶液，制备了暴露{001}晶面的InOCl纳米片结构，发现其光催化降解有机偶氮染料的能力远高于P25。此外，通过水热、溶剂热法，胶体化学法，金属盐溶液热分解法实现了不同尺寸、形貌和结构的SnO2、SnO、ZnO、GeO2、NiO、CuO、Fe2O3、TiO2、CdS 和 InP纳米材料的可控制备；研究了不同纳米结构的形成过程，提出了合理的形成机理；研究了所制备不同纳米结构材料的光致发光、磁学、电学、场发射、光催化降解有机污染物以及对有毒、易燃气体的传感性质。结果发现SnO2纳米锥阵列和纳米棒阵列以及ZnO 纳米片阵列具有增强的场发射特性；SnO2亚微米棒自组装球形花状结构和NiO纳米颗粒自组装超长纳米线对低浓度的乙醇、氨气、三乙胺具有增强的传感特性，在有毒、易燃气体的检查中具有潜在的实用价值；SnO纳米片自组装花状结构、暴露{001}晶面CdS纳米片自组装单分散花状纳米结构、单分散单晶结构NiO八面体对有机染料的降解具有优良的催化特性，可望应用于污水的处理。