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具有高灵敏度和选择性响应甲苯与二甲苯的分层金负载三氧化钨中空微球
摘要： 通过贵金属纳米粒子对金属氧化物半导体进行功能化是提升半导体传感器气敏性能的最有效方法之一。本研究采用简易改性溶剂热法结合湿法浸渍技术，制备了一系列负载金纳米粒子的多级WO3中空微球（Au-WO3）。通过X射线粉末衍射（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）、扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）对材料的结构、元素组成及形貌进行了表征。结果表明：所得材料为均匀独立的WO3中空微球，且金纳米粒子在WO3表面分布良好。气体传感性能测试显示，金负载能显著提升WO3对芳香族化合物（尤其是甲苯和二甲苯）的气敏性能。在不同金负载量的样品中，1.5 wt%金负载量（G3）的样品在340°C时对甲苯和二甲苯表现出最高响应值。此外，G3传感器对甲苯和二甲苯展现出优异的响应性能、快速的响应/恢复时间、卓越的选择性、良好的重复性及长期稳定性。Au-WO3材料优异的气敏特性使其成为检测甲苯和二甲苯的理想候选材料。
关键词： 甲苯、金-三氧化钨、选择性、二甲苯
更新于2025-11-14 17:03:37
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紫外和可见光照射下Mn掺杂TiO2纳米颗粒对气态苯、甲苯和二甲苯的光催化氧化
摘要： 研究了在合成空气或惰性气体氛围中，未掺杂、0.1 wt%和1 wt% Mn-TiO?纳米颗粒对气态苯、甲苯和二甲苯（BTX）在紫外和可见光照射下的光催化氧化。采用静态光化学反应器结合傅里叶变换红外光谱仪测定了光催化分解效率和氧化产物。在紫外光照射下，BTX在Mn-TiO?光催化剂上实现了高效分解，氧气存在时分解更显著，无氧时较弱。更重要的是，在氧气存在条件下，甲苯和二甲苯在0.1 mol% Mn-TiO?上经可见光照射发生了显著分解。BTX紫外光催化的主要最终氧化产物为CO?、CO和H?O，其中CO?和CO产率分别为4和2。苯、甲苯和二甲苯转化为CO?的转化率分别为63.6%、56.4%、51.8%，转化为CO的转化率分别为29%、26.5%、23.2%。在甲苯和二甲苯的可见光催化中，CO产率不明显。经长时间紫外光催化甲苯和二甲苯后，观察到TiO?表面形成含碳沉积物，此类副产物表面覆盖可能降低TiO?样品的光催化活性。研究还探讨了光催化机制的若干方面。
关键词： 掺锰二氧化钛、可见光光催化、苯的光降解、室内空气污染、二甲苯、甲苯
更新于2025-09-23 15:23:52
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基于环戊二噻吩-苯并噻二唑给体-受体共聚物的有机晶体管用于多种结构异构体的检测与区分
摘要： 区分结构异构体是生物技术、化学工业和环境监测中一项关键且具有挑战性的任务。现有方法在选择性和简便性方面存在局限。本文提出一种以环戊二噻吩-苯并噻二唑（CDT-BTZ）共聚物为半导体的高灵敏度有机场效应晶体管（OFET），可轻松选择性检测不同类别的结构异构体以及各类别内的不同异构体。仅利用从OFET特征转移曲线获取的单一传感参数，即可在多种浓度范围内实现高精度区分。作为对照，研究考察了其他基于均聚物和给体-受体共聚物的OFET传感器，但其传感性能均不及基于CDT-BTZ的OFET。通过探究异构体吸收与溶胀、超分子有序度及活性层能级之间的关联，揭示了每种异构体对半导体聚合物能带的独特影响。
关键词： 异构体、给体-受体共聚物、气体传感器、有机场效应晶体管、二甲苯
更新于2025-09-23 15:23:52
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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
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。
关键词： 复合半导体，氧化镍，镍镓氧化物，异质结，二甲苯，甲苯
更新于2025-09-10 09:29:36
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纯的和M掺杂（M=Zn、Cu、Ni、Co）的氧化镉纳米片：吸附乙苯及邻、间、对二甲苯的新型吸附剂——一项理论研究
摘要： 通过密度泛函理论计算研究了纯氧化镉纳米片（CdONS）及锌、铜、镍、钴掺杂氧化镉纳米片的电子结构特性，以及乙苯（EB）和邻/间/对二甲苯（OX/MX/PX）在这些纳米片上的吸附行为。计算了乙苯与邻/间/对二甲苯分子在纯及掺杂CdONS上的吸附能、电荷转移、能隙、HOMO与LUMO轨道空间分布及电子密度分布。结果表明：以氧位取代方式掺杂Zn、Cu、Ni、Co原子后吸附能显著提升，其中NiOCdONS和CoOCdONS的吸附能最高——EB、OX、MX和PX在NiOCdONS/CoOCdONS上的吸附能约-260 kJ/mol，而在纯CdONS上仅为-100 kJ/mol。与纯CdONS相比，除NiCdCdONS外，其他金属掺杂CdONS（MCdCdONS）的分子吸附能均降低，其中NiCdCdONS对OX、MX和PX的吸附能分别为-263.12、-150.94和-151.85 kJ/mol。此外，EB、OX、MX和PX在CoOCdONS上吸附后能隙增大，表明CoOCdONS可作为这些分子的理想吸附剂与传感器。
关键词： 吸附、乙苯、二甲苯、氧化镉纳米片、密度泛函理论
更新于2025-09-10 09:29:36