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[原创]改性ZnO-Co3O4异质结纳米纤维用于湿度传感器（2018-11-01 16:06:28）

标签：传感器 静电纺丝  

金属氧化物半导体(MOS)纳米材料具有优良的感受器和换能器功能，被广泛应用于开发低成本的传感器件。最近，研究工作集中在通过调整其组成，孔结构和形态来提高MOS的传感能力。在各种类型的纳米材料中，纳米纤维（NF）代表最有效的一维（1D）纳米结构材料。在已经提出的生产纳米纤维的各种方法中，静电纺丝由于其简单，低成本和多功能性而具有无可比拟的优势。作为纳米纤维的一个特殊分支，基于陶瓷异质结构的静电纺丝纳米纤维在紧密堆积的界面单元之间呈现出强烈的异相作用，因此它们的性质不能被视为简单的接触各个组件，而是更复杂和优越的系统。这些新的形态是非常有趣的，它们的分层结构可以提供优越的性能，用于化学传感器的应用。

基于纳米金属氧化物半导体(MOS)的化学电阻传感器在设计用于检测各种目标分析物的手持、便携式的传感系统中发挥着重要作用。在此基础上，作者采用静电纺丝技术，经高温煅烧处理成功制备了一维ZnO-Co3O4异质结构纳米纤维(NFZCo)。采用扫描透射电镜、x射线衍射、能量色散x射线能谱和x射线光电子能谱等方法对不同结构的纳米纤维进行了表征。使用聚（4-苯乙烯磺酸钠）（PSS）（强阴离子聚电解质）来改性NFZCo表面，制备了复合材料（NFZCo-PSS），并用作湿度传感器。通过将其暴露于25-75％的宽相对湿度范围内，研究了复合材料的湿度传感特性。NFZCo-PSS修饰电极在室温下湿度变化时，电阻响应快，响应大。此外，加湿过程的响应时间被确定为小于5s。一般来说，复合材料NFZCo-PSS的传感性能明显优于纯NFZCo。此外，湿度传感机制归因于纳米纤维形态和PSS对水分子的协同效应。这项工作突出了复合NFZCo-PSS纳米纤维可以作为用于湿度传感器的主动传感纳米结构。

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图1.（a）NFZCo制备步骤及用PSS改性的示意图（b）湿度传感实验装置示意图。

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文章来源：易丝帮