二维材料/CuGaO2复合材料的制备及其气敏性能

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二维材料因具有超薄的结构特性、良好的柔韧性和抗弯曲性、独特的电子特性和较高的比表面积等优点被广泛用于电子与光电子器件、传感器件、能量储存和催化析氢等领域。本文采用水热法合成二维材料(g-C3N4、Mo S2和石墨烯)/Cu Ga O2复合材料,研究二维材料的复合量对材料气敏性能的影响。采用水热法分别制备了g-C3N4/Cu Ga O2、Mo S2/Cu Ga O2、石墨烯/Cu Ga O2复合材料,采用X射线衍射(XRD)、热重分析(TG-DTA)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis DRS)、X射线光电子能谱(XPS)和氮吸附脱附、孔径分布等手段对材料进行表征分析,并对不同材料进行了气敏性能测试。通过水热法制备的g-C3N4/Cu Ga O2(C-0.3)材料在室温(25oC)时,g-C3N4/Cu Ga O2(C-0.3)材料对100 ppm甲苯具有较高的灵敏度(28.0)和较好的选择性,C-0.3材料对甲苯的最低检出限达到0.01 ppm且灵敏度为1.14;通过改变Mo S2分散液的体积加入量,制备了不同复合比例的Mo S2/Cu Ga O2材料,当Mo S2的加入量是20 m L时,20 m L Mo S2/Cu Ga O2复合材料在室温下对100 ppm乙醇的灵敏度达到6.0,与纯Cu Ga O2相比,20 m L Mo S2/Cu Ga O2复合材料的灵敏度提高至6倍,响应和恢复时间分别是80.0 s和33.0 s;研究了复合不同质量分数石墨烯的石墨烯/Cu Ga O2复合材料的气敏性能,1.5wt%石墨烯/Cu Ga O2在25oC时对100 ppm的甲醛的灵敏度达到13.2,其对0.01 ppm的甲醛的灵敏度达到1.2。
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