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酒精传感器广泛应用于环境监测、疾病诊断、食品工业和酒驾检测等领域。在众多酒精敏感材料中,Zn2SnO4具有电导率高、电子迁移率高、光学性能好和良好的热稳定性等优点,被认为是良好的敏感材料。目前,关于Zn2SnO4纳米材料应用于酒精检测已有相关报道,但大多数报道的传感器都是在高温下(≥300℃)工作,低温下工作的Zn2SnO4酒精传感器报道很少。高的操作温度不仅会带来高能耗,也会增加爆炸和火灾的危险;除此以外,对应用本身来说,高温会使得晶粒粗化而降低传感器的稳定性。因此,非常有必要开发出能在低温下工作的Zn2SnO4基酒精传感器。光照是降低气敏传感器工作温度的一个简单有效的方法,但光照对Zn2SnO4基传感器气敏性能的影响还未见报道。本论文首先通过静电纺丝法制备了纯相的Zn2SnO4多孔纳米纤维,研究了 Zn2SnO4纳米纤维传感器紫外光激发的低温酒精气敏性能,并对其吸附氧类型和反应的产物进行了鉴别,揭示了Zn2SnO4纳米纤维在紫外光照射下的酒精响应机理;在此基础上,进一步研制了 ZnO-SnO2-Zn2SnO4异质结多孔纳米纤维,并对其紫外光照射下增强的酒精气敏机理进行了研究。具体内容如下:首先通过静电纺丝技术结合低升温速率(2℃/min)煅烧法,制备出多孔的Zn2SnO4纳米纤维三元金属氧化物。气敏测试表明无光照时,Zn2SnO4纳米纤维传感器在150℃才开始对酒精有响应;而在紫外光照下,Zn2SnO4纳米纤维传感器显示出低温气敏响应,温度从30℃升高到170℃的过程中,Zn2SnO4传感器对酒精的响应值逐渐增大,其对200 ppm酒精的响应值可达32.5,探测极限低至1.6 ppm。为了研究紫外光下的酒精响应机制,我们重点测试了传感器在130℃下光照时的酒精气敏性能,揭示出低温时紫外光照下对酒精响应起主导作用的是O-(hv)。光生电子与吸附氧分子发生反应形成活性的吸附氧离子O-(hv),正是O-(hv)的产生调制了气敏材料的电阻,使得材料在低温下对酒精有响应。此外,我们对气敏反应的产物进行了鉴别,确认在气敏反应中酒精的氧化产物为乙醛,而不是CO2。其次,通过静电纺丝技术,在较高的升温速率下(10℃/min)锻烧制备出ZnO-SnO2-Zn2SnO4多元异质结复合纳米纤维。XRD结果可以明显显示出ZnO、SnO2和Zn2SnO4的衍射峰。在HRTEM图中也发现了与SnO2(110)晶面和Zn2SnO4(311)晶面对应的晶格条纹。与纯Zn2SnO4纳米纤维相比,异质结复合纳米纤维的比表面积和孔径都有所增大。UV-vis结果显示,复合纳米纤维对紫外光波段的光吸收明显增强。复合纳米纤维的电阻比纯Zn2SnO4样品增大了一倍,这是在复合纳米纤维中形成了多种n=n异质结,电子从Zn2SnO4向ZnO和SnO2转移的结果。我们还测试了 ZnO-SnO2-Zn2SnO4复合纳米纤维在130℃的紫外光下对酒精的气敏性能,气敏测试结果表明,在130℃下紫外光照时,ZnO-SnO2-Zn2SnO4复合纳米纤维对200 ppm酒精的气敏响应值比纯Zn2SnO4纳米纤维增强了 3.4倍。ZnO-SnO2-Zn2SnO4复合纳米纤维在紫外光照下增强的酒精气敏性能主要归因于形成的多种n-n异质结、减小的载流子复合率、增加的比表面积和孔径等因素。