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中科院制备氧化锌微型防风林型气敏传感器发布日期:2013-12-12 00:06

导读:近日,中科院过程工程研究所材料化学与应用技术创新团队利用“水热-模板法”制备了单层有序的氧化锌微型防风林型气敏传感器。

  提升灵敏度以检测低浓度有毒有害气体是目前金属氧化物气敏传感器的一个重要发展方向。近日,中科院过程工程研究所材料化学与应用技术创新团队利用“水热-模板法”制备了单层有序的氧化锌微型防风林型气敏传感器。目前,该材料可直接测量痕量(即小于100ppb)的苯气体并具有良好的响应和恢复性能。

  现实生活中,防风林被用于阻滞大风和吸附其中携带的颗粒,以此为模型构筑的树、花状阵列气敏薄膜可能是高灵敏度苯气敏传感器的一种理想结构。该传感器需要满足两方面要求,一方面要利于气体分子的在其中的扩散,另一方面要有效捕捉气体中携带的被检测气体分子。这要求微型防风林一方面具有规则疏松的树、花状结构,另一方面应是具有多孔纳米结构的等级结构,以便提供大量的气体扩散通道,有利于被检测气体扩散到氧化物表面并与表面吸附氧反应,进而增强其气敏性能。

  在之前的工作中,气敏传感器团队利用LBZA构建了自支撑氧化锌纳米球带花阵列薄膜,其对苯气体表现出了良好的气敏性能,但由于紧密堆积导致其气体扩散效率未达到理想值。因此,在保持其基本的薄纳米带结构的前提下,气敏传感器团队构建了单层有序且较为疏松的纳米带花阵列薄膜进一步提升气体在其中的扩散效率。经过优化晶粒连接和结构上强化气体扩散,其可以成功检测痕量的苯气体,并且传感器的响应-恢复曲线良好,显示出其在精确检测方面的巨大潜力。