王亚琴，刘兴刚，付海涛，安希忠，刘 涛

(1.东北大学材料科学与工程学院，辽宁沈阳 110819；2.东北大学冶金学院，辽宁沈阳 110819)

0 引言

正丁醇(C4H9OH)是一种具有特殊酒香味的无色液体，在有机合成领域和涂料领域应用广泛。正丁醇与乙醇等气体混合时会形成易燃易爆气体，长期暴露于高浓度正丁醇会引发头晕、头痛、嗜睡以及视力模糊和流泪等症状[1]，有害人体健康，故开发检测低浓度正丁醇气体传感器具有重要的实际意义。现有正丁醇传感器材料包括n型半导体In2O3[2]、BiVO4[3]、SnO2[4-5]、ZnFe2O4[6]和p型半导体WO3[7]以及二者组成的复合物[8-9]，其最佳操作温度最低为140 ℃，灵敏度均较低，故寻找新型材料用来提高正丁醇传感器在低温下的灵敏度显得至关重要。ZnO-Co3O4复合材料是由具有典型纤锌矿结构的n型半导体[10]ZnO和具有典型尖晶石结构(AB2O4)的p型半导体Co3O4复合而成，通常用于检测丙酮[11-12]、乙醇[13-14]、甲醛[15-16]和NO2[17]等气体，但将ZnO-Co3O4复合材料用于检测正丁醇气体尚未见报道。因此，本文通过一步溶剂热法制备出ZnO-Co3O4复合微球，研究了ZnO-Co3O4复合微球在最佳操作温度下对正丁醇气体的灵敏度、选择性以及响应与恢复特性。

1 实验过程

1.1 ZnO-Co3O4复合材料的制备

以二水合醋酸锌(Zn(CH3COOH)2·2H2O)为锌源，六水合硝酸钴(Co(NO3)2·6H2O)为钴源，聚乙烯吡咯烷酮(PVP、分子量为1 300 000)充当软模板，乙二醇为溶剂，通过一步溶剂热法制备ZnO-Co3O4复合微球。称取1.000 0 g Zn(CH3COOH)2·2H2O、0.378 0 g Co(NO3)2·6H2O、0.200 0 g PVP，置于50 mL乙二醇中磁力搅拌至透明澄清，放入100 mL聚四氟乙烯反应釜中，置于烘箱中180 ℃保温8 h后取出，冷却后将带有沉淀物的悬浊液转移至离心管中，离心后将清液倒掉取出沉淀，用乙醇和水分别交替洗涤、离心3次，将所得沉淀物烘干后放入坩埚中400 ℃煅烧2 h，在玛瑙研钵中研磨20 min后备用。……