研究目的
开发一种基于负载金的有机-无机杂化钙钛矿与二氧化锡复合材料的室温电阻式NO2传感器,并研究其在紫外光照射下的传感机制。
研究成果
Au/MASnI3/SnO2纳米复合材料在紫外光照射下于室温展现出优异的NO2传感性能,具有高响应度、快速恢复、良好选择性、低检测限及线性响应特性。这归因于光吸收、p-n异质结与催化性金纳米颗粒的协同效应。该传感器适用于环境监测领域,建议进一步优化其耐湿性及长期稳定性。
研究不足
传感器在高相对湿度下性能会下降,煅烧过程可能导致组分氧化不完全或升华,影响材料稳定性和成分控制。
1:实验设计与方法选择:
通过在不同温度下煅烧合成Au/MASnI3/SnO2纳米复合材料,以优化用于气体传感的p-n异质结结构。研究方法包括XRD、FESEM、HRTEM、PL光谱、BET、FTIR和气体响应测量。
2:样品选择与数据来源:
样品通过将MASnI3和MASnI3/Au在190°C至600°C温度下煅烧制备。气体传感数据使用标准WS-30A气体传感测量系统获取,NO2浓度受控。
3:实验设备与材料清单:
设备包括DX-2700衍射仪、JSM-6700F场发射扫描电镜、JEM-2010F高分辨透射电镜、日立RF-5301PC荧光光谱仪、3H-2000III比表面积分析仪、Nicolet IS10傅里叶变换红外光谱仪、WS-30A气体传感系统及带365nm滤光片的300W氙灯。材料包括MASnI3、SnO2、金纳米颗粒、松油醇和标准NO2气体。
4:SnO金纳米颗粒、松油醇和标准NO2气体。 实验流程与操作步骤:
4. 实验流程与操作步骤:合成过程涉及在指定温度下煅烧前驱体。使用所列设备进行表征。气体传感测试在室温和有无紫外光照条件下进行,测量对NO2的电阻变化响应。
5:数据分析方法:
氧化性气体的响应计算为Rg/Ra。采用统计方法和拟合曲线分析灵敏度、检测限和线性范围等数据。
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获取完整内容-
Field emission scanning electron microscopy
JSM-6700F
JEOL
Used to observe the morphology of samples.
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High-resolution transmission electron microscope
JEM-2010F
JEOL
Used for detailed structural and compositional analysis via HRTEM imaging.
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Fluorescence spectrometer
RF-5301PC
Hitachi
Used to obtain photoluminescence spectra of samples.
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Fourier transform infrared spectrometer
Nicolet IS10
Thermo Fisher Scientific
Used to obtain FTIR spectra of samples.
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X-ray diffractometer
DX-2700
Haoyuan
Used for measuring XRD patterns of samples to analyze crystal structure and composition.
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Surface area analyzer
3H-2000III
Beishide Instrument Technology
Used to estimate specific surface area via BET equation based on nitrogen adsorption isotherm.
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Gas sensing measurement system
WS-30A
Zhengzhou Winsen Electron. Technol. Co. Ltd.
Used for measuring gas response properties of sensors.
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Xe lamp
300 W with band pass filter
Used as UV light source for illumination during gas sensing experiments.
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