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

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。