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Significant Enhancement of Hydrogen-Sensing Properties of ZnO Nanofibers through NiO Loading

DOI:10.3390/nano8110902 期刊:Nanomaterials 出版年份:2018 更新时间:2025-09-09 09:28:46
摘要: Metal oxide p-n heterojunction nano?bers (NFs) are among the most promising approaches to enhancing the ef?ciency of gas sensors. In this paper, we report the preparation of a series of p-NiO-loaded n-ZnO NFs, namely (1?x)ZnO-xNiO (x = 0.03, 0.05, 0.7, 0.1, and 0.15 wt%), for hydrogen gas sensing experiments. Samples were prepared through the electrospinning technique followed by a calcination process. The sensing experiments showed that the sample with 0.05 wt% NiO loading resulted in the highest sensing performance at an optimal sensing temperature of 200 ?C. The sensing mechanism is discussed in detail and contributions of the p-n heterojunctions, metallization of ZnO and catalytic effect of NiO on the sensing enhancements of an optimized gas sensor are analyzed. This study demonstrates the possibility of fabricating high-performance H2 sensors through the optimization of p-type metal oxide loading on the surfaces of n-type metal oxides.
作者: Jae-Hyoung Lee,Jin-Young Kim,Ali Mirzaei,Hyoun Woo Kim,Sang Sub Kim
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To enhance the efficiency of gas sensors through the preparation and optimization of p-NiO-loaded n-ZnO nano?bers for hydrogen gas sensing experiments.

The study demonstrates the necessity for optimization of p-type loading on n-type NFs to obtain superior sensing properties. The optimized gas sensor with 0.05 wt% NiO loading showed the highest response to H2 gas at 200 ?C, attributed to the formation of p-n heterojunctions, metallization of ZnO by H2, and catalytic effect of NiO towards H2 gas.

The study focuses on the optimization of NiO loading on ZnO NFs for hydrogen gas sensing, but does not explore the effects of other p-type metal oxides or the scalability of the fabrication process for industrial applications.

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