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聚苯胺纳米纤维/二氧化钛纳米管异质结薄膜的逐层自组装及其室温氨气检测应用

DOI：10.1088/1361-6528/aafc7e 期刊：Nanotechnology 出版年份：2019 更新时间：2025-09-23 15:23:52
摘要： 本文首次采用逐层自组装法在铂叉指电极上制备了聚苯胺纳米纤维/二氧化钛纳米管（PANI/TiO2）异质结薄膜，并应用于室温氨气检测。研究发现，与单层（PANI/TiO2-1）和五层（PANI/TiO2-5）相比，三层自组装结构（PANI/TiO2-3）具有最优性能。该PANI/TiO2-3薄膜传感器较其他聚苯胺基传感器展现出更优异的响应特性，包括更高的响应值（5ppm氨气下336%）、可接受的响应/恢复时间（5ppm氨气下110秒/1086秒）、更低的检测限（0.5ppm）及卓越的选择性。其增强的气体传感性能可归因于p-n结引起的载流子浓度显著变化，以及比表面积和孔隙体积的增加。本研究不仅为异质结薄膜制备提供了卓越策略，也加速了室温可操作氨气传感器的发展。
作者： Ya Xiong，Hui Li，Xiao Li，Tianchao Guo，Lei Zhu，Qingzhong Xue
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

通过逐层自组装法制备聚苯胺纳米纤维/二氧化钛纳米管异质结薄膜，以增强室温氨气检测性能。

研究成果

PANI/TiO2-3薄膜传感器在室温下展现出优异的氨气传感性能，包括高响应度、低检测限和卓越的选择性，这归因于p-n异质结结构和增大的表面积。该方法为开发高效氨气传感器提供了有前景的策略。

研究不足

恢复时间相对较慢（5 ppm氨气为1086秒），这是室温传感器的常见问题。该研究仅限于实验室条件，实际应用中可能需要优化。

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