電紡納米纖維及其在乙醇傳感中的應用

DOI：10.1016/j.matlet.2019.127070

實現新型納米結構是提高金屬氧化物半導體（MOS）氣敏性能的關鍵。本文采用平行靜電紡絲法合成了[PVP/Ti（SO₄）₂]/[PVP/SnCl₄]復合Janus納米纖維（NFs），并通過煅燒得到了TiO₂//SnO₂ Janus納米纖維。為了研究TiO₂//SnO₂ Janus納米纖維的潛在氣體傳感應用，制備了基于TiO₂/SnO₂ Janus納米纖維的商用氣體傳感器，選擇乙醇作為目標氣體，并對其氣敏性能進行了測試。結果表明，TiO₂//SnO₂ Janus納米纖維對乙醇具有良好的選擇性和快速的響應恢復。此外，還闡明了提高氣敏納米纖維傳感能力的可能機理，為Janus結構氣敏納米纖維的發展提供了指導。

圖1. 平行靜電紡絲設置示意圖。

圖2.（a）TiO₂//SnO₂ Janus納米纖維的XRD圖譜和（b）金紅石型TiO₂、（c）銳鈦礦型TiO₂和（d）四方型SnO₂的標準卡。

圖3.（a）[PVP/Ti（SO₄）₂]//[PVP/SnCl₄]和（b）TiO₂//SnO₂ Janus納米纖維的掃描電鏡圖像，（c）[PVP/Ti（SO₄）₂]//[PVP/SnCl₄]和（d）TiO₂//SnO₂ Janus納米纖維的直徑直方圖。

圖4.（a）傳感器對10ppm乙醇的響應與工作溫度的關系，（b）傳感器對10ppm不同氣體的選擇性，（c）傳感器對50ppm乙醇的動態傳感瞬態，（d）傳感器對5-1000ppm乙醇的響應，（e）傳感器對氣體傳感器循環次數的響應。