rGO/Ce掺杂SnO2复合纳米纤维的制备及H2S气敏性能研究

王新昌 高慧然 王英华 郭梦辉 许婷婷 王雨萌 贾建峰

引用本文: 王新昌, 高慧然, 王英华, 郭梦辉, 许婷婷, 王雨萌, 贾建峰. rGO/Ce掺杂SnO2复合纳米纤维的制备及H2S气敏性能研究[J]. 信阳师范学院学报(自然科学版), 2019, 32(3): 443-448.   doi: 10.3969/j.issn.1003-0972.2019.03.018 shu
Citation:  WANG Xinchang, GAO Huiran, WANG Yinghua, GUO Menghui, XU Tingting, WANG Yumeng and JIA Jianfeng. Preparation and H2S Sensing Properties of rGO/Ce-doped SnO2 Nanofibers[J]. Journal of Xinyang Normal University (Natural Science Edition), 2019, 32(3): 443-448.   doi: 10.3969/j.issn.1003-0972.2019.03.018 shu

rGO/Ce掺杂SnO2复合纳米纤维的制备及H2S气敏性能研究

    作者简介: 王新昌(1976-),男,河南新乡人,教授,博士,主要从事气敏传感器研究.;
  • 基金项目: 国家自然科学基金项目(11504331);河南省教育厅科学技术研究重点项目(13A140691)

  • 中图分类号: TB381

摘要: 采用静电纺丝法制备还原氧化石墨烯(rGO)/SnO2复合纳米纤维,研究了Ce掺杂及掺杂量对rGO/SnO2纳米纤维的微结构与气敏性能的影响.利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM,带SAED)、X射线衍射仪(XRD)及拉曼光谱仪(Raman)对复合纳米纤维的结构与形貌进行表征.结果表明:不同含量Ce掺杂对复合纳米纤维的晶体结构和形貌均无明显影响.气敏测试结果表明:不同的Ce掺杂量均能改善rGO/SnO2纳米纤维对H2S的灵敏度,在Ce掺杂摩尔分数为3%时复合材料对H2S具有最佳的气敏性能,在75℃时5 μL/L H2S气体的灵敏度高达300,同时选择性和响应恢复性能也均有显著提高.

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    1. [1]

      SADEK A Z, WLODARSKI W, KALANTAR-ZADEH K, et al. Doped and dedoped polyaniline nanofiber based conductometric Hydrogen gas sensors[J]. Sensors and Actuators A-Physical, 2007, 139(1/2):53-57.

    2. [2]

      左焱,索灿,杨杰杰,等.通过表面修饰提高ZnO纳米棒的气敏选择性与灵敏度[J].信阳师范学院学报(自然科学版),2016, 29(3):412-416. ZUO Yan, SUO Can, YANG Jiejie, et al. Preparation and surface decoration of ZnO nanorods for highly selective and sensing gas detection[J]. Journal of Xinyang Normal University (Natural Science Edition), 2016, 29(3):412-416.

    3. [3]

      LUCCI M, REALE A, DI CARLO A, et al. Optimization of a NOx gas sensor based on single walled Carbon nanotubes[J]. Sensors and Actuators B-Chemical, 2006, 118(1/2):226-231.

    4. [4]

      CHENG Liang, MA Shuyi, LI Xiangbing, et al. Highly sensitive acetone sensors based on Y-doped SnO2 prismatic hollow nanofibers synthesized by electrospinning[J]. Sensors and Actuators B-Chemical, 2014(200):181-190.

    5. [5]

      BARSAN N, WEIMAR U. Conduction model of metal oxide gas sensors[J]. Journal of Electroceramics, 2001, 7(3):143-167.

    6. [6]

      LEE L H, KATOCH A, CHOI S W, et al. Extraordinary improvement of gas-sensing performances in SnO2 nanofibers due to creation of local p-n heterojunctions by loadingreduced graphene oxide nanosheets[J]. ACS Applied Materials & Interfaces, 2015(7):3101-3109.

    7. [7]

      XU Xiuru, SUN Jinghui, ZHANG Hongnan, et al. Effects of Al doping on SnO2nanofibers in Hydrogen sensor[J]. Sensors and Actuators B-Chemical, 2011, 160(1):858-863.

    8. [8]

      DONG K Y, CHOI J K, HWANG I S, et al. Enhanced H2S sensing characteristics of Pt doped SnO2 nanofibers sensors with micro heater[J]. Sensors and Actuators B-Chemical, 2011, 157(1):154-161.

    9. [9]

      KOLHE P S, KOINKAR P M, MAITI N, et al. Synthesis of Ag doped SnO2 thin films for the evaluation of H2S gas sensing properties[J]. Physica. B, Condensed Matter, 2017, 524(2547):90-96.

    10. [10]

      LUO Xiaoju, ZHENG Xuejun, WANG Ding, et al. The ethanol-sensing properties of porous GaN nanofibers synthesized by electrospinning[J]. Sensors and Actuators B-Chemical, 2014, 202(202):1010-1018.

    11. [11]

      ZHANG Dongzhi, LIU Aiming, CHANG Hongyan, et al. Room-temperature high-performance acetone gas sensor based on hydrothermal synthesized SnO2-reduced graphene oxide hybrid composite[J]. RSC Advances, 2015, 5(4):3016-3022.

    12. [12]

      DENG S, TJOA V, FAN H M, et al. Reduced graphene oxide conjugated Cu2O nanowire mesocrystals for high-performance NO2 gas sensor[J]. Journal of the American Chemical Society, 2012, 134(10):4905-4917.

    13. [13]

      FENG Qiuxia, LI Xiaogan, WANG Jing, et al. Reduced graphene oxide(rGO)encapsulated Co3O4 composite nanofibers for highly selective ammonia sensors[J]. Sensors and Actuators B-Chemical, 2016(222):864-870.

    14. [14]

      ZITO C A, PERFECTO T M, VOLANTI D P. Impact of reduced graphene oxide on the ethanol sensing performance of hollow SnO2 nanoparticles under humid atmosphere[J]. Sensors and Actuators B-Chemical, 2017, 244(244):466-474.

    15. [15]

      YIN Li, CHEN Deliang,CUI Xue, et al. Normal-pressure microwave rapid synthesis of hierarchical SnO2@rGO nanostructures with superhigh surface areas as high-quality gas-sensing and electrochemical active materials[J].Nanoscale, 2014, 6(22):13690-13700.

    16. [16]

      CHOI S J, FUCHS F, DEMADRILLE R, et al. Fast responding exhaled-breath sensors using WO3 hemitubes functionalized by graphene-based electronic sensitizers for diagnosis of diseases[J]. ACS Applied Materials & Interfaces, 2014, 6(12):9061-9070.

    17. [17]

      ROSHANZAMIR MODABERI M, ROOYDELL R, BRAHMA S, et al. Enhanced response and selectivity of H2S sensing through controlled Ni doping into ZnO nanorods by using single metal organic precursors[J]. Sensors and Actuators B:Chemical, 2018(273):1278-1290.

    18. [18]

      KESHTKAR S, RASHIDI A, KOOTI M, et al. A novel highly sensitive and selective H2S gas sensor at low temperatures based on SnO2 quantum dots-C(60) nanohybrid:Experimental and theory study[J]. Talanta,2018(188):531-539.

    1. [1]

      冯勋刘思印陈睿智韩啸 . 钕掺杂修饰的氧化锌纳米材料的制备与气敏性能. 信阳师范学院学报(自然科学版), 2007, 20(1): 70-73.

    2. [2]

      杜慧牛新书蒋凯 . ZnSnO_3纳米粉体的制备及其Cl_2气敏性能研究. 信阳师范学院学报(自然科学版), 2007, 20(1): 66-69.

    3. [3]

      曾小兰张旭王岩 . H2 S 和 CH 3 S H 与硅锡烯加成反应的理论研究. 信阳师范学院学报(自然科学版), 2015, 28(4): 513-516. doi: 10.3969/j.issn.1003-0972.2015.04.012

    4. [4]

      刘丽静 . 稀土Dy3+掺杂TiO2的制备及光催化性能研究. 信阳师范学院学报(自然科学版), 2015, 28(1): 98-101. doi: 10.3969/j.issn.1003-0972.2015.01.023

    5. [5]

      徐向军邢晓轲卫世乾 . Zn掺杂对 TiO2晶相及光催化性能的影响. 信阳师范学院学报(自然科学版), 2015, 28(2): 248-251. doi: 10.3969/j.issn.1003-0972.2015.02.022

    6. [6]

      井强山方林霞曾小兰莫流业郑小明 . 流化床上甲烷催化转化制合成气Ni/SiO_2催化剂性能研究. 信阳师范学院学报(自然科学版), 2004, 17(1): 40-43.

    7. [7]

      左焱索灿杨杰杰王新昌贾建峰 . 通过表面修饰提高 Z n O 纳米棒的气敏选择性与灵敏度. 信阳师范学院学报(自然科学版), 2016, 29(3): 412-416. doi: 10.3969/j.issn.1003-0972.2016.03.024

    8. [8]

      李敏常加忠刘天学武文石恒真 . 染料敏化TiO_2纳米晶电子传递过程的光谱研究. 信阳师范学院学报(自然科学版), 2006, 19(2): 171-173.

    9. [9]

      王艳聂光华但悠梦杨一心 . 稀土配合物Nd(C5H8NO3)2(C3H5N2) 2Cl3•4H2O的合成、表征及性能研究. 信阳师范学院学报(自然科学版), 2009, 22(2): 261-264.

    10. [10]

      闫凤巧肖林久谢颖于翠王聪李飞毕春燕 . Gd2O3中掺杂Eu3+和Yb3+荧光粉的制备及荧光性能. 信阳师范学院学报(自然科学版), 2015, 28(3): 385-388. doi: 10.3969/j.issn.1003-0972.2015.03.018

    11. [11]

      路庆凤李玉山路莹 . 近藤化合物Ce_2Cu_xNi_(1-x)Ge_6的磁性和晶场模拟. 信阳师范学院学报(自然科学版), 2007, 20(1): 32-34.

    12. [12]

      赵艳玲潘庆才闫凤美 . [Zn(mnt)(5NO2phen)]配合物掺杂CdS的光电转换特性. 信阳师范学院学报(自然科学版), 2009, 22(2): 274-277.

    13. [13]

      牛明改陈来成翟秋阁 . 海藻酸钠负载Ru掺杂TiO2太阳光催化降解染料废水. 信阳师范学院学报(自然科学版), 2012, 25(3): 367-369.

    14. [14]

      王雪静胡林峰 . 纳米TiO2的离子-水混合热法合成及其光催化性能. 信阳师范学院学报(自然科学版), 2012, 25(2): 218-221.

    15. [15]

      殷好勇汪玲聂秋林袁求理徐铸德 . TiO_2纳米管的制备及其电化学储锂性能. 信阳师范学院学报(自然科学版), 2009, 22(3): 431-434.

    16. [16]

      杨莹琴陈慧娟 . 微波法制备膨润土负载N/Fe共掺杂TiO2光催化剂. 信阳师范学院学报(自然科学版), 2013, 26(2): 276-278.

    17. [17]

      张秀清范超逸倪〓萌李〓璇张淑华刘汉甫 . 新型钴配合物\[Co(chedc)(4,4′-bpt)2(H2O)3\]NO3·H2O的合成及其晶体结构. 信阳师范学院学报(自然科学版), 2016, 29(2): 193-195. doi: 10.3969/j.issn.1003-0972.2016.02.009

    18. [18]

      但悠梦宋力刘义屈松生 . 稀土配合物[Sm(C_3H_7NO_2)_2(C_3H_4N_2)(H_2O)](ClO_4)_3的合成及热分解动力学研究. 信阳师范学院学报(自然科学版), 2005, 18(4): 400-403.

    19. [19]

      刘小刚陈苗苗吴振威侯阳阳秦梦宇 . 具有不同{001}晶面暴露分数的纳米TiO2制备及其光催化性能研究. 信阳师范学院学报(自然科学版), 2019, 32(2): 298-301. doi: 10.3969/j.issn.1003-0972.2019.02.022

    20. [20]

      张麟陈弟虎张琦黄展云潘仕荣 . La_2O_3掺杂对非晶碳薄膜的表面润湿性及血液相容性的影响. 信阳师范学院学报(自然科学版), 2009, 22(4): 522-525.

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rGO/Ce掺杂SnO2复合纳米纤维的制备及H2S气敏性能研究

    作者简介:王新昌(1976-),男,河南新乡人,教授,博士,主要从事气敏传感器研究.
  • 1. 郑州大学 物理工程学院, 河南 郑州 450052;
  • 2. 郑州华晶金刚石股份有限公司, 河南 郑州 450001
基金项目:  国家自然科学基金项目(11504331);河南省教育厅科学技术研究重点项目(13A140691)

摘要: 采用静电纺丝法制备还原氧化石墨烯(rGO)/SnO2复合纳米纤维,研究了Ce掺杂及掺杂量对rGO/SnO2纳米纤维的微结构与气敏性能的影响.利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM,带SAED)、X射线衍射仪(XRD)及拉曼光谱仪(Raman)对复合纳米纤维的结构与形貌进行表征.结果表明:不同含量Ce掺杂对复合纳米纤维的晶体结构和形貌均无明显影响.气敏测试结果表明:不同的Ce掺杂量均能改善rGO/SnO2纳米纤维对H2S的灵敏度,在Ce掺杂摩尔分数为3%时复合材料对H2S具有最佳的气敏性能,在75℃时5 μL/L H2S气体的灵敏度高达300,同时选择性和响应恢复性能也均有显著提高.

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