将静电纺丝技术与传统传感器工艺相结合,借助于纳米纤维具有的比较面积大、长径比大、不易团聚等优点,改善元件的灵敏度\响应恢复等传感特性。采用静电纺丝的方法制备了Sm掺杂的SnO2纤维材料,以及Sm和Au 掺杂的SnO2纤维材料;并利用扫描电子显微镜,X-射线衍射仪对制备的纤维材料进行了表征。将两种纤维制备成乙炔气敏元件,并使用RQ-2型气敏元件特性测试仪测试了其气敏性质。测试结果说明,两种纤维表面光滑,粗细均匀。其对乙炔气体的选择性较好,响应恢复时间得到了一定的改善,灵敏度较高,且Sm和Au 掺杂的SnO2纤维较Sm掺杂的SnO2纤维灵敏度有显著提高。良好的气敏特性可以归结为:纤维材料比表面积大,且不易团聚,纤维间电子传输势垒较小;贵金属Au对材料的催化作用显著,增加了材料表面的活性点,与气体反应更加充分。以上结果表明,所制备的SnO2纤维对于乙炔气体检测及报警有一定的应用前景。
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图1. (a)Sm@SnO2纤维SEM图像;(b)烧结型气敏元件结构示意图;
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(c) Sm@SnO2
纤维灵敏度饱和曲线;
(d) Sm@SnO2
纤维不同浓度响应恢复曲线