基于Fe掺杂rGO/ZnSnO3气体传感器的构建及对甲醛气敏性能优化的作用机理

摘要：

甲醛是主要的室内污染气体,严重危害人的身体健康.ZnSnO3是一种气敏性能优良的三元金属氧化物材料,我们尝试采用还原氧化石墨烯(rGO)复合和Fe掺杂来优化其气敏性能,通过水热法制备了Fe掺杂rGO/ZnSnO3复合材料.采用X射线衍射、拉曼光谱、红外光谱、X射线光电子能谱、扫描/透射电子显微镜、紫外-可见漫反射光谱仪、荧光光谱及电子自旋共振等表征手段对材料的形貌结构、化学组成、缺陷能级等进行分析,并以室内污染气体甲醛为目标气体对其灵敏度、响应恢复时间、工作温度、选择性、稳定性及湿度影响进行了系统研究.结果表明,复合rGO提高了材料的比表面积、电子迁移率;rGO与ZnSnO3形成了p-n异质结,引起电阻的剧烈变化,降低了最佳工作温度,提高了ZnSnO3灵敏度;Fe掺杂增加了ZnSnO3中的氧空位缺陷,促进了ZnSnO3表面德拜电子耗尽层的形成,进一步优化了ZnSnO3的气敏性能.本文为ZnSnO3气敏性能的优化提供了技术支持和理论依据.

关键词：ZnSnO3、rGO、Fe掺杂、甲醛、气体传感器

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资助基金：国家自然科学基金;重庆市基础研究、前沿探索项目;重庆市教育委员会科学技术研究计划青年项目;催化与环境新材料重庆市重点实验室开放基金项目

在线出版日期：2020-05-07（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共15页

页码：136-150