通過在ZnO-SnO
2納米復(fù)合材料中引入還原氧化石墨烯（rGO）制備了三元p-n-n異質(zhì)結(jié)，并利用了其對ppm級揮發(fā)性有機化合物（VOCs）傳感特性。使用簡單，簡便的溶膠-凝膠工藝，首先制備含有不同濃度的ZnO和SnO
2的ZnO- SnO
2納米復(fù)合材料，隨后將rGO摻入。通過XRD，F(xiàn)TIR，拉曼光譜，F(xiàn)ESEM，TEM和XPS分析對合成后的粉末進行了表征。傳感研究表明，三元納米復(fù)合傳感器在150℃的最佳工作溫度下表現(xiàn)出對~10 ppm丙酮氣體91%的n型傳感響應(yīng)。甚至可以感知~1 ppm丙酮，感知響應(yīng)約為71%。此外，傳感器顯示出適合于在短時間內(nèi)檢測多個脈沖的快速響應(yīng)（10 s）和恢復(fù)時間（100 s）。它還在150℃下對~10 ppm乙醇顯示出相當大的~65%的傳感響應(yīng)。rGO裝飾的ZnO-SnO
2納米復(fù)合材料的這些優(yōu)異的傳感性能通過能帶結(jié)構(gòu)修飾進行了解釋。我們的研究結(jié)果表明，制造的rGO裝飾的ZnO-SnO
2傳感器具有顯著的高敏感響應(yīng)，對其他有毒易燃氣體的抗干擾和良好的長期穩(wěn)定性，可以被認為是實時檢測低濃度VOCs的多功能商業(yè)產(chǎn)品的替代品。
圖1. (a) 合成ZnO-SnO
2納米復(fù)合材料的示意圖，然后進行傳感器制備。（b）制備rGO修飾的ZnO-SnO
2納米復(fù)合材料的示意圖。
圖2. (a) 所有 ZnO-SnO
2 納米復(fù)合物 (ZS1, ZS2, ZS3,ZS4), (b) rGO 修飾的 ZnO-SnO
2 納米復(fù)合物 (ZSR)的X射線衍射圖譜。
圖 3. ZS3 和 ZSR的拉曼圖譜
相關(guān)研究成果于2021年由印度加爾各答中心玻璃與陶瓷研究所的Susmita Kundu課題組，發(fā)表在Journal of Alloys and Compounds (doi：10.1016/j.jallcom.2021.160406)上。原文：Reduced graphene oxide (rGO) decorated ZnO-SnO
2: A ternary nanocomposite towards improved low concentration VOC sensing performance。
轉(zhuǎn)自《石墨烯雜志》公眾號
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