DOI:10.1021/acsomega.9b04243
通過煅燒前驅體電紡納米纖維，一步法制備了均勻分散的銀（Ag）納米粒子修飾的氧化鋅納米粒子。前驅體溶液中Ag與Zn的摩爾比分別為0、1、3和5%。通過掃描電鏡和透射電鏡對Ag-ZnO傳感器的微觀結構進行了表征。用X射線衍射和X射線光電子能譜證實了金屬Ag的存在，并對Ag-ZnO的氣敏性能進行了研究。結果表明，Ag納米粒子修飾后的ZnO納米粒子對乙醇和硫化氫（H2S）具有良好的氣敏性能。與純ZnO相比，乙醇溶液中Ag-ZnO傳感器的最佳工作溫度明顯降低。3%Ag-ZnO傳感器對乙醇的響應速度最快，響應/恢復時間分別為5s和9s。然而，所有的Ag-ZnO氣敏元件對H2S的響應值都很高，特別是3%Ag-ZnO氣敏元件在10ppm H2S下的最大響應值為298。這是由于Ag納米粒子的溢出效應和電子敏化效應，導致了更多的吸附氧物種和活性位點，從而進一步提高了ZnO基氣體傳感器的氣敏性能。
圖1.（a）制備Ag-ZnO納米粒子的示意圖和（b）CGS-4TPs氣敏測試系統的實際照片。（插圖是傳感器裝置的電路圖。）
圖2.（a）純ZnO、（b）1%Ag-ZnO、（c）3%Ag-ZnO和（d）5%Ag-ZnO的XRD圖。
圖3.（a）3%Ag-ZnO、（b）純ZnO、（c）1%Ag-ZnO、（d）3%Ag-ZnO和（e）5%Ag-ZnO前驅體納米纖維的SEM圖像和（f）3%Ag-ZnO的EDS光譜（插圖是元素的數量）。
圖4.（a）3%Ag-ZnO納米顆粒的TEM圖像，（b，c）3%Ag-ZnO納米顆粒的HRTEM圖像，以及（d）3%Ag-ZnO納米顆粒的Zn、O和Ag元素圖。
圖5.（a）在3%Ag-ZnO中（b）Zn 2p、（c）O 1s和（d）Ag 3d的XPS全掃描光譜和高分辨率光譜。
圖6.制備的純ZnO和Ag-ZnO納米粒子的（a）PL光譜和（b）氮吸附-解吸等溫線。（插圖是孔隙率分布。）
圖7.（a）在不同的工作溫度（200-400℃）下傳感器對100 ppm乙醇的響應，（b）在320℃下傳感器對100 ppm乙醇的響應/恢復曲線，（c）在320℃下3%Ag-ZnO傳感器對20-500 ppm乙醇的響應曲線（插圖顯示3%Ag-ZnO傳感器對2-10 ppm乙醇的響應曲線），以及（d）在320℃下3%Ag-ZnO傳感器對100 ppm乙醇的重復性測試。
圖8.（a）在不同的工作溫度（100-200℃）下Ag-ZnO傳感器對1 ppm H2S的響應，（b）在120℃下傳感器對1 ppm H2S的響應/恢復曲線，（c）在120℃下3%Ag-ZnO傳感器對1-10 ppm H2S的響應曲線，以及（d）在120℃下3%Ag-ZnO傳感器對1 ppm H2S的重復性測試。
圖9.純ZnO、1%Ag-ZnO、3%Ag-ZnO和5%Ag-ZnO傳感器在最佳操作溫度（120℃的H2S和320℃的乙醇、丙酮、甲醛和甲苯）下暴露于10 ppm氣體時的響應。
圖10.（a）純ZnO、（b）空氣中的Ag-ZnO、（c）乙醇中的Ag-ZnO、（d）低H2S濃度中的Ag-ZnO和（e）高H2S濃度中的Ag-ZnO的氣體傳感機理示意圖。
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