DOI：10.1016/j.snb.2020.127670
本文報道了在550、650和700℃的不同溫度下退火后獲得的具有高選擇性和靈敏度的LaCoO3納米纖維（NFs）傳感器的制備。場發射掃描電子顯微鏡和高分辨率透射電子顯微鏡的研究結果表明，在550、650和700°C的退火溫度下，合成的LaCoO3 納米纖維由許多相互連接的顆粒組成，平均尺寸分別為?47、58和77 nm。系統的氣敏分析表明，基于LaCoO3納米纖維的傳感器對40 ppm乙醇氣體具有較高的靈敏度，在650℃下獲得的傳感器在120℃較低的最佳工作溫度下具有32.4的出色響應。同時對乙醇氣體具有良好的選擇性，其快速響應和回收速度分別為26和66秒。基于LaCoO3納米纖維的傳感器在650℃下的增強傳感能力是由于粒子間納米纖維結構的綜合作用，該結構提供了高表面和多孔通道。這使得能夠進入活性位點，也便于氣體擴散和沿纖維方向的孔隙堆積層重疊，從而形成連續的孔隙傳輸通道。此外，還對這些纖維的詳細乙醇傳感機理進行了討論。
圖1：LaCoO3 納米纖維合成和傳感器制造的示意圖。
圖2：（a）在550、650和700℃的不同溫度下退火的LaCoO3 納米纖維的XRD圖譜和（b）擴大的鈣鈦礦峰范圍。
圖3：在（a、d和g）550、（b、e和h）650、（c、f和i）700℃下獲得的LaCoO3 納米纖維的SEM、TEM和HR-TEM圖像以及相應粒子在（j）550、（k）650、（l）700℃下的粒度分布。
圖4：在550、650和700℃退火的LaCoO3 納米纖維的（a）La 3d、（b）Co 2p和（c-e）O 1s的XPS光譜
圖5：在（a）550、（b）650和（c）700℃退火的LaCoO3 納米纖維的氮氣吸附-解吸等溫線。
圖6：LaCoO3 納米纖維傳感器在550、650和700℃對乙醇氣體在LaCoO3納米纖維的不同工作溫度下的響應曲線。
圖7：（a）2.5-40 ppm乙醇的動態傳感瞬態，以及（b）傳感器響應與乙醇濃度的關系。
圖8：基于LaCoO3納米纖維的傳感器對40 ppm的9種目標氣體的響應。
圖9：（a）在不同的相對濕度下，所有基于LaCoO3 納米纖維的傳感器對40 ppm乙醇的響應，（b）在不同的相對濕度下在650℃退火的納米纖維對40 ppm乙醇的響應-恢復曲線，以及（c）所有基于LaCoO3 納米纖維的傳感器在沒有乙醇的情況下對不同濕度條件的響應。
圖10：基于650℃三種不同LaCoO3納米纖維傳感器對乙醇的響應，該傳感器是由基于650℃LaCoO3納米纖維制備傳感器的第一配方6個月后制備的；以及（b）在650℃下制備的LaCoO3納米纖維在150天以上的響應和電阻穩定性測量。
圖11：在550、650和700℃下退火的LaCoO3納米纖維的響應與XPS（OV/OL）。
圖12：提出的LaCoO3 納米纖維的乙醇傳感機制。
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