MOFs衍生三维多孔Co₃O₄的室温高灵敏NO₂气体传感器

摘要

NO₂是一种典型的有毒大气污染物。为了开发高性能、低功耗、便携式NO₂气体传感器，合成了一种由超薄多孔纳米片组装而成的分层蝶形结构Co₃O₄，该材料具有高比表面积和丰富的多级孔隙，为气体分子吸附和表面反应提供了充足的活性界面。基于该材料构建的气体传感器实现了对NO₂的室温高效检测。在室温（约25℃）条件下，传感器对45μL/L NO₂的响应值（R_a/R_g）高达550%，表现出优异的灵敏度；其响应时间与恢复时间分别为130 s和88 s；同时该器件还具备良好的选择性。传感器性能的提升主要源于Co₃O₄三维多孔蝶形结构大幅增加了活性位点密度，促进了气体扩散，并结合其表面特殊的化学状态，共同增强了室温下的气敏反应效率。本研究为开发新一代低功耗、便携式气体传感装置提供了有潜力的材料基础与设计思路。

关键词

Co₃O₄ / 气体传感器 / 金属有机框架 / NO₂