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通过构建NiGa2O4-NiO异质结构增强对甲苯和二甲苯的传感性能

DOI：10.1016/j.snb.2018.11.072 期刊：Sensors and Actuators B: Chemical 出版年份：2018 更新时间：2025-09-10 09:29:36
摘要： 利用氧化物半导体基气体/蒸汽传感器选择性检测甲基苯（如甲苯和二甲苯）极具价值但受限于苯类化合物的低化学反应活性。采用对甲基苯检测具有独特催化活性的p型半导体氧化物（如NiO）是关键方法，然而p型半导体氧化物的本征响应通常较低。本文通过基于新型p-p异质结NiGa2O4-NiO纳米球传感器实现了高性能的甲苯与二甲苯检测。通过合理调控NiGa2O4-NiO中NiGa2O4含量构建优化p-p异质结，显著提升了甲苯和二甲苯检测的传感性能。研究发现50% NiGa2O4-NiO传感器展现出最佳性能：在230℃下对100ppm甲苯（Rg/Ra=12.7）和二甲苯（Rg/Ra=16.3）的响应值较纯NiO（Rg/Ra<2）提升近10倍。更重要的是，该传感器对甲基苯的检测选择性甚至优于甲醛、乙醇等反应活性更强的干扰气体/蒸汽。这种p-p氧化物异质结材料在甲苯与二甲苯检测中展现出高响应、优异选择性、良好稳定性及快速响应/恢复时间的应用前景。
作者： Hui Chen，Saren Ao，Guo-Dong Li，Qian Gao，Xiaoxin Zou，Cundi Wei
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

通过构建NiGa2O4-NiO异质结构研究对甲苯和二甲苯的增强传感性能。

研究成果

优化构建的p-p异质结结构促进了电子从NiGa2O4向NiO转移，增加了NiO表面的氧吸附量，从而增强了NiO氧化甲苯/二甲苯的催化效果。此外，50% NiGa2O4-NiO具有多孔结构和较大的BET比表面积，为传感反应提供了高效的气体扩散和丰富的活性位点。

研究不足

p型半导体氧化物的本征响应通常较低，而p-p异质结构传感材料的设计仍处于起步阶段，需要进一步研究。

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