不同结构ZnO的可控合成及其对气敏性能的影响

材料的微观形貌是影响其气敏性能的主要因素.低维结构材料因反应时的团聚问题,极大地限制了其应用.因此,通过设计合成多级结构的纳米材料来提高性能至关重要.通过控制水热时间、阴离子表面活性剂柠檬酸钠的浓度以及pH值来调节形貌,在水热条件下成功合成了多级片球状、片花状以及馒头状3种形貌的ZnO纳米材料.通过对气敏性能进行测试,发现多级片球状形貌具有较好的气体敏感性.在340℃时,对100×10^-6正丁醇的气敏响应达到238,比相同条件下的乙醇高2.12倍,显示出了较好的选择性.通过研究多级结构的生长机理及传感机制,为设计多级体系结构ZnO高性能气敏材料提供了数据依据.     

不同结构 ZnO 的可控合成及其对气敏性能的影响

材料的微观形貌是影响其气敏性能的主要因素. 低维结构材料因反应时的团聚问题, 极大地限制了其应用. 因此, 通过设计合成多级结构的纳米材料来提高性能至关重要. 通过控制水热时间、阴离子表面活性剂柠檬酸钠的浓度以及 pH 值来调节形貌, 在水热条件下成功合成了多级片球状、片花状以及馒头状 3 种形貌的 ZnO 纳米材料. 通过对气敏性能进行测试, 发现多级片球状形貌具有较好的气体敏感性. 在 340 ${^\circ}$C 时, 对 100$\times10^{-6}$ 正丁醇的气敏响应达到 238, 比相同条件下的乙醇高 2.12 倍, 显示出了较好的选择性. 通过研究多级结构的生长机理及传感机制, 为设计多级体系结构 ZnO 高性能气敏材料提供了数据依据.     

基于 MOF 模板法合成 Ce 掺杂 Co3O4 富氧空位纳米花及其气敏性能

Co₃O₄ 纳米材料在气体传感器应用中, 存在灵敏度不高、响应恢复时间长等问题. 采用简单的溶剂热法制备了 Ce 掺杂的 Co 基金属有机骨架 (metal organic framework, MOF) 前体. 通过热处理成功合成了 Ce 掺杂 Co₃O₄ 纳米花, 并通过 X 射线衍射 (X-ray diffraction, XRD)、扫描电子显微镜 (scanning electron microscope, SEM)、X 射线光电子能谱 (X-ray photoelectron spectroscope, XPS)、能量色散光谱 (energy dispersive spectroscope, EDS) 等表征方法, 对材料进行了物相形貌分析. 结果显示: Ce 掺杂能有效改变 Co₃O₄ 的氧分布态, 提高其氧空位含量, 由此材料制成的传感器显示出了优异的传感性能; 在 190 °C 操作温度下, 该传感器对 100×10^-6 正丁醇的响应值可达 87.79, 且其计算所得理论检出限可达 122×10^-9.