Co₃O₄纳米棒的制备及其室温气敏性能研究

摘要

以Co（NO）₃·6H₂O为钴源，CO（NH₂）₂为沉降剂，聚乙烯吡咯烷酮为分散剂，NH₄F为前驱体氟源，通过水热法制备了Co₃O₄纳米棒，并以此制备旁热式气敏元件。X射线衍射和场发射扫描电子显微镜对材料的晶体结构特征、晶粒尺寸、形貌的表征结果显示，Co₃O₄为多孔纳米棒，其晶粒尺寸为22.2 nm，颗粒尺寸在35～69 nm之间，长约4.7μm，直径范围为220～300 nm，长径比为15.7～21.4。气敏测试结果表明，在80℃下，Co₃O₄纳米棒气敏元件对0.1 g/L乙醇的灵敏度为465.43，在25℃下仅为2.14。引入0.02 g/L臭氧（O₃）作为环境气体时，在80℃下气敏元件灵敏度提高到923.16，在25℃下提高到7.64。该气敏元件的恢复过程可采用交替切换O₃与测试气体的方式在3 min内完成，实现了室温下元件气敏检测的可重复性。O₃的引入，在室温下实现了Co₃O₄气敏元件对乙醇的气敏检测。

关键词

四氧化三钴 / 气敏性 / 室温 / 纳米材料 / 乙醇 / 臭氧

基金资助

武汉工程大学第十四届研究生教育创新基金（CX2022260）