基于稀土La_2O_3掺杂SnO_2纳米纤维的高性能氢气传感器

【摘要】：本文利用静电纺丝技术结合热处理过程制备了氧化锡(SnO2)纳米纤维,并以稀土金属氧化物La2O3为添加剂掺杂SnO2纳米纤维。通过扫描和透射电镜的表征,我们得到了直径在60-100nm的纳米纤维,纤维由微小的晶粒堆砌在一起。XRD表明四种纤维具有很好的结晶性,而XPS测试证实了我们成功将La2O3引入到SnO2纳米纤维中.进而我们研究了掺杂含量对SnO2纳米纤维的结构及气敏性能的影响.结果显示掺La2O3后SnO2纳米纤维对气体的选择性和灵敏度均得到了很大的提高,1%La2O3/SnO2复合纤维对氢气的敏感性能最好,在氢气浓度为100ppm时,其灵敏度在10左右,远高于对其它几种气体的响应,而且响应-恢复速度很快分别在2s和3s左右。另外我们从吸附氧理论模型的角度对材料优异的氢气传感性能进行了简单的机理讨论。这种方法为制备其它金属氧化物纳米纤维及气体传感器开辟了一条崭新的道路,进一步扩展了一维纳米材料在器件方面的应用。