DOI:10.1021/acsami.0c03498
在本文中，通過靜電紡絲制備了ZnO納米纖維。用等離子體處理所制備的ZnO電紡纖維。經不同等離子體處理后，ZnO納米纖維的形態、結構和元素含量發生了巨大變化。測試結果表明，氧等離子體輔助ZnO納米纖維的丙酮傳感性能得到了顯著提高。此外，密度泛函理論（DFT）計算結果表明，氧等離子體處理的ZnO納米纖維的丙酮吸附能是未處理的ZnO納米纖維的2倍，并且ZnO納米纖維與丙酮分子間的電子轉移使氧等離子體處理后的ZnO納米纖維的電子結構發生了更顯著的變化。實驗結果表明，氧等離子體處理方法有助于提高ZnO納米纖維的丙酮傳感性能。
圖1.間接加熱的陶瓷氣體傳感器的示意圖（a）和照片（b）。
圖2.ZnO-U、ZnO-O和ZnO-H的XRD圖。
圖3.ZnO-U（a）、ZnO-O（b）和ZnO-H（c）納米纖維的SEM圖像。
圖4.ZnO-U（a）、ZnO-O（b）和ZnO-H（c）的N2吸附-解吸等溫線；ZnO-U（d）、ZnO-O（e）和ZnO-H（f）的孔分布。
圖5.ZnO-U、ZnO-O和ZnO-H的典型寬掃描XPS光譜。
圖6.ZnO-U（a）、ZnO-O（b）和ZnO-H（c）的O 1s光譜。
圖7.（a）在不同溫度下ZnO-U、ZnO-O和ZnO-H傳感器對100 ppm丙酮的響應靈敏度。（b）在250℃的工作溫度下，ZnO-U、ZnO-O和ZnO-H傳感器的響應靈敏度與丙酮濃度的函數關系。（c）ZnO-U、ZnO-H和ZnO-O傳感器相對于100 ppm丙酮的響應和恢復時間。（d）ZnO-U、ZnO-O和ZnO H傳感器對丙酮的響應在60天內的可重復性；工作溫度為250℃。
圖8.ZnO-U、ZnO-O和ZnO-H傳感器分別對濃度為100 ppm的丙酮、乙醇、甲醇、甲醛、苯和氨的交叉響應。
圖9.ZnO-U（a）和ZnO-O（b）的優化結構；丙酮吸附在ZnO-U（c）和ZnO-O（d）上。
圖10.（a）ZnO-U和（b）ZnO-O吸附丙酮的電荷密度差異；等值面為0.004 e ?-3。
圖11.ZnO-U（a）、ZnO-U吸附丙酮（b）、ZnO-O（c）和ZnO-O吸附丙酮（d）的態密度。黑線表示投影的主體DOS，深色陰影區域（藍色）顯示未占用狀態，淺陰影區域（紅色）顯示已占用狀態。虛線表示最高占據狀態的能量。
圖12.ZnO納米纖維耗盡層厚度和勢壘的示意圖：在氧等離子體處理之前（a）和之后（b），以及在還原性氣體氣氛中（c）。
