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一锅无模板法制备高性能气体传感器用CuO多孔空心球

2021年01月21日  阅读次数:

原文链接:https://doi.org/10.1021/jp212029n
         采用简单的一锅无模板法合成了具有分级孔隙的CuO空心球,即准微孔(1.0-2.2nm)、中孔(5-30nm)和大孔(空心核,2-4μm)。CuO空心球也表现出层次结构,即初生CuO纳米颗粒、由纳米颗粒组装的准单晶纳米片和由纳米片组成的球。对于典型CuO空心球的层次结构和孔隙形成,提出了一种包括“定向附着”生长步骤和“Ostwald熟化”过程的机制。CuO空心球具有独特的分级孔隙和结构,对H2S气敏材料具有良好的传感性能,如2ppb的低检出限、十亿分之一浓度下的高灵敏度、宽线性范围、3s的短响应时间等,这种优异的性能归因于独特CuO球的层次结构的协同效应:准微孔提供有效传感的活性中心,中孔促进分子扩散动力学,大孔作为气藏并最小化扩散长度,而具有良好导电性的准单晶纳米片有利于快速电荷传输,这分别有助于H2S传感器的高灵敏度、快速响应和恢复。


这一研究近期发表在ACS出版基团旗下的Journal of Physical Chemistry C期刊上,文章第一作者是秦瑶,通讯作者为华东师范大学田阳教授和杨金虎教授。