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单原子材料的制备、表征及其在气敏传感器中的应用进展*

2021-09-13邓宗明马宇翔张裕敏

功能材料 2021年8期

邓宗明,徐 东,马宇翔,张裕敏

(云南大学 国家光电子能源材料国际联合研究中心,云南省微纳材料与技术重点实验室,材料与能源学院, 昆明,650091)

0 引言

现代社会发展过程中产生的各种有毒有害气体如甲醛、苯系物、氮氧化合物、氯气等对人类身体健康造成了严重的危害,因此,对这些有害气体物质的实时监测刻不容缓,研发出高效气敏传感器对于社会的发展具有积极意义。目前,对于气敏传感器的研究已有很多报道,并且也出现了很多性能优异的气敏传感器,其中乙醇传感器、甲烷传感器、一氧化碳传感器等甚至已得到实际应用,但由于其成本高、工作温度高、稳定性差、选择性差等因素,不能很好地满足实际应用的要求。近年来,单原子催化剂发展迅猛,研究者们发现材料表面不饱和配位原子往往是催化的活性位点,所以设想将纳米材料尺寸下降到单原子尺度时将会最大限度提高材料的活性。由于单原子材料在催化领域表现出的优异性能,所以研究者们试图将单原子催化剂技术应用到气敏传感器中,以寻求具有更加优异性能的气敏传感器。

1 单原子材料概述

1.1 单原子材料的概念及性能

“单原子”不是新概念,随着科学技术的进步,人们可以通过一些方法来制备甚至操控单原子[1]。

所谓单原子材料,就是孤立的单原子分散在载体上而形成特殊微观结构和性能的材料。以前研究者们通过化学气相沉积法、水热法、溶胶-凝胶法等方法制备出具有优异性能的纳米材料,但是由于表征技术的限制,很多性能优异的材料并没有被人们清楚地认识,随着表征技术的发展,人们可以通过先进的表征手段更好地认识材料的形貌和结构。……

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