【摘 要】
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二氧化氮（NO2）是最为常见的空气污染物,不仅会导致酸雨和光化学烟雾,而且会引发人呼吸系统疾病,因此开发能在室温下快速灵敏检测NO2的气体传感器是当今气敏领域内重要的研究方向。但目前已有的检测NO2的商用气体传感器,由于存在工作温度过高、灵敏度低和选择性差等问题,不能满足智能社会背景下对传感器的需求。Bi2S3因具有独特的层状结构和较大的比表面积,可在室温下响应NO2气体并能完全恢复,近年来引起了
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二氧化氮（NO2）是最为常见的空气污染物,不仅会导致酸雨和光化学烟雾,而且会引发人呼吸系统疾病,因此开发能在室温下快速灵敏检测NO2的气体传感器是当今气敏领域内重要的研究方向。但目前已有的检测NO2的商用气体传感器,由于存在工作温度过高、灵敏度低和选择性差等问题,不能满足智能社会背景下对传感器的需求。Bi2S3因具有独特的层状结构和较大的比表面积,可在室温下响应NO2气体并能完全恢复,近年来引起了广泛关注,被认为是新型气体传感器的首选材料,但是其响应恢复时间仍无法缩短到100 s以内,无法满足实际传感器的应用。基于以上的问题,本论文通过简单的一步水热法,制备出了具有海胆球形貌的Bi2S3/Bi OCl复合材料,对其进行了形貌和结构表征,研究了其气敏性能。复合材料在室温下对2 ppm NO2的灵敏度为6.2,为纯Bi2S3的2.43倍,恢复时间也缩短至57.5 s,为原来的三分之一;在可见光激发下,复合材料在室温下对2 ppm NO2的灵敏度为10.2,为纯Bi2S3的4倍,恢复时间缩短至23.8 s,同时在光照下提升了对NO2气体的选择性。此外,还将敏感材料与纸基柔性衬底集成,制备了纸基柔性气体传感器,体现了其在可穿戴设备中的应用潜力。研究结果表明,Bi2S3/Bi OCl复合材料表现出优异的室温NO2传感性能,同时也具有良好的重复性和线性度。光激发Bi2S3/Bi OCl复合材料为实现室温快速检测低浓度NO2的目标提供了新的思路。
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