硼掺杂Co3O4海胆状微球的制备及其乙醇气敏强化机制
2021-03-30孙舒孙丽霞文晓慧张郝为廖丹葵孙建华
化工进展 2021年3期
孙舒,孙丽霞,文晓慧,张郝为,廖丹葵,孙建华
(广西石化资源加工及过程强化技术重点实验室,广西大学化学化工学院,广西南宁530004)
乙醇在常温常压下是一种易燃易挥发的无色透明液体,广泛应用于国防化工、医疗卫生、食品工业等领域[1]。乙醇具有低毒性,长期接触会引起鼻、眼、黏膜刺激症状以及头疼、头晕、疲乏、易激动、恶心等症状[2]。半导体金属氧化物具有较大的比表面积和大量的活性位点,可用于乙醇气体的传感检测[3]。然而单一的金属氧化物普遍存在灵敏度低、工作温度高、选择性差及检测限高等不足[4]。因此,改善半导体金属氧化物对乙醇气体的传感性能具有重要的意义。
四氧化三钴(Co3O4)是一种p 型半导体材料,目前广泛应用于低温催化[5]、锂离子电池[6]、超电容器[7]、气敏传感器[8]等领域。Co3O4为过渡金属氧化物,其表面性质较为活泼,并且表面含有较多的吸附氧,这些特性使Co3O4在检测挥发性有机化合物(VOCs)方面具有优势。研究者们通过半导体复合、贵金属掺杂等方式强化材料的气敏特性。Zhang 等[9]通过静电纺丝法制备TiO2/Co3O4纳米纤维,金属氧化物掺杂强化Co3O4对乙醇气体的气敏性能。Bai等[10]利用水热法制备Ag掺杂海胆型Co3O4球,强化Co3O4对甲醛气体的气敏性能。近年来由于非金属元素掺杂可形成晶格缺陷,增加半导体材料载流子密度,从而增强材料气敏性能。Zhang等[11]采用溶剂蒸发诱导聚合组装法原位合成N掺杂介孔TiO2材料,增强了材料的气敏性能。Liu 等[12]通过交联沉积法制备了石墨烯/Co3O4空心纳米球复合材料,增强了Co3O4对H2S 气体的气敏性能。……
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