电纺纳米纤维及其在乙醇传感中的应用

DOI：10.1016/j.matlet.2019.127070

实现新型纳米结构是提高金属氧化物半导体（MOS）气敏性能的关键。本文采用平行静电纺丝法合成了[PVP/Ti（SO₄）₂]/[PVP/SnCl₄]复合Janus纳米纤维（NFs），并通过煅烧得到了TiO₂//SnO₂ Janus纳米纤维。为了研究TiO₂//SnO₂ Janus纳米纤维的潜在气体传感应用，制备了基于TiO₂/SnO₂ Janus纳米纤维的商用气体传感器，选择乙醇作为目标气体，并对其气敏性能进行了测试。结果表明，TiO₂//SnO₂ Janus纳米纤维对乙醇具有良好的选择性和快速的响应恢复。此外，还阐明了提高气敏纳米纤维传感能力的可能机理，为Janus结构气敏纳米纤维的发展提供了指导。

图1. 平行静电纺丝设置示意图。

图2.（a）TiO₂//SnO₂ Janus纳米纤维的XRD图谱和（b）金红石型TiO₂、（c）锐钛矿型TiO₂和（d）四方型SnO₂的标准卡。

图3.（a）[PVP/Ti（SO₄）₂]//[PVP/SnCl₄]和（b）TiO₂//SnO₂ Janus纳米纤维的扫描电镜图像，（c）[PVP/Ti（SO₄）₂]//[PVP/SnCl₄]和（d）TiO₂//SnO₂ Janus纳米纤维的直径直方图。

图4.（a）传感器对10ppm乙醇的响应与工作温度的关系，（b）传感器对10ppm不同气体的选择性，（c）传感器对50ppm乙醇的动态传感瞬态，（d）传感器对5-1000ppm乙醇的响应，（e）传感器对气体传感器循环次数的响应。