【摘 要】
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三乙胺是一种常见的挥发性有机化合物,有毒、易燃、易爆,被广泛应用于染料、农药、医药等生产中。过量吸入三乙胺可以造成呼吸道的灼伤,因此需要高效传感器来对三乙胺气体进行检测。目前的三乙胺气体传感器普遍面临着灵敏度低,抗湿性能差以及传感机理不明确等问题。近年来,复合纳米结构由于其独特的异质结界面和对电子结构、能级结构的有效调控而受到了普遍的关注,同时复合纳米结构在改善气体传感器的气敏性能方面也被寄予厚望
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三乙胺是一种常见的挥发性有机化合物,有毒、易燃、易爆,被广泛应用于染料、农药、医药等生产中。过量吸入三乙胺可以造成呼吸道的灼伤,因此需要高效传感器来对三乙胺气体进行检测。目前的三乙胺气体传感器普遍面临着灵敏度低,抗湿性能差以及传感机理不明确等问题。近年来,复合纳米结构由于其独特的异质结界面和对电子结构、能级结构的有效调控而受到了普遍的关注,同时复合纳米结构在改善气体传感器的气敏性能方面也被寄予厚望。鉴于此,本论文从纳米结构设计入手,以提升三乙胺传感器性能包括灵敏度和抗湿性为目标,设计制备了多种性能优异的复合纳米气敏材料,并对三乙胺气敏机理进行了深入探究,取得了一系列研究成果,主要包括:（1）采用原子层沉积策略制备了Co3O4/NiOx异质纳米粒子,并在Co3O4/NiOx表面制造大量低配位原子,调控氧空位含量。与Co3O4相比,Co3O4/NiOx传感器对三乙胺的灵敏度显著提高,通过XPS,EPR和UPS等表征确定了性能的提升归因于异质结构中的氧空位对电子结构和能带结构的有效调节。（2）采用模板法制备了三维有序大孔结构的ZrO2薄膜,接触角测试表明三维有序阵列大孔结构形成的疏水空气层抑制了水的吸附。采用原子层沉积在ZrO2上沉积SnO2,基于ZrO2疏水层和SnO2敏感层的协同作用,SnO2/ZrO2传感器对三乙胺表现出超快的响应恢复速度和良好的抗湿性。（3）通过聚合法合成了碳纳米纤维（CNFs）,然后通过水热法将Co3O4纳米粒子锚定在碳纳米纤维上,形成了Co3O4/CNFs异质结构,对三乙胺具有室温响应。通过漫反射红外傅里叶变换光谱和密度泛函理论计算阐明了三乙胺的传感机理,揭示了三乙胺的敏感反应包含分子解离和氧化两个过程。
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