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电纺氧化锌纳米纤维乙醇、丙酮气敏传感器
  • ISSN号:1004-924X
  • 期刊名称:光学精密工程
  • 时间:2014.6.15
  • 页码:1555-1561
  • 分类:TS104.7[轻工技术与工程—纺织工程;轻工技术与工程—纺织科学与工程] TP212.2[自动化与计算机技术—控制科学与工程;自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
  • 作者机构:[1]厦门大学机电工程系,福建厦门361005, [2]厦门理工学院机电工程系,福建厦门361024
  • 相关基金:国家自然科学基金重点项目(No.51035002);教育部博士点基金资助项目(No.20120121120035);福建省自然科学基金资助项目(No.2013J05083);福建省教育厅Jk项目(No.JK2011047)
  • 相关项目:柔性电子跨尺度喷印制造中动力学行为与多场调控
中文摘要:

研究了用静电纺丝技术制造微纳气体传感器的方法.采用PVP(Polyvinyl Pyrrolidone)/Zn(Ac)2和PEO(Polyoxyethylene)/Zn(Ac)2两种混合溶液作为原料,通过电纺喷射获得了复合前驱体纳米纤维;在空气中加热至500 C去除聚合物,并使Zn(Ac)2受热分解、氧化获得ZnO纳米纤维;利用X射线衍射术(XRD)对ZnO纳米纤维进行成分表征;最后实验检测了ZnO纳米纤维气敏传感器对乙醇和丙酮气体的传感特性.结果显示:以PVP/Zn(Ac)2、PEO/Zn(Ac)2复合纳米纤维为前驱体制得的ZnO纳米纤维平均直径分别为308 nm、184 nm;这种纳米纤维经加热氧化可获得高纯度ZnO纳米纤维;在室温条件ZnO纳米纤维气敏传感器对目标气体传感响应时间小于1 s,其传感灵敏值随着气体浓度的增大而升高.另外,以PEO/Zn(Ac)2为前驱体制得的ZnO纳米纤维表面粗糙、比表面积大,具有较高的传感灵敏值,对于乙醇、丙酮两种目标气体的最高灵敏值分别为215.69和118.13.得到的结果表明:静电纺丝技术的引入为半导体微纳气敏传感器的集成制造提供了有效的方法.

英文摘要:

The application of electrospinning fabrication technology in micro/nano sensor production was investigated. Mixed solutions of praecursor bodies PVP(Polyvinyl Pyrrlidone)/Zn(Ac)2 and PEO (Polyoxyethylene)/Zn(Ac)2 were used as the electrospinning materials to make a precursor nanofiber. The precursor nanofiber was calcined at 500℃ in the air to remove polymers and the Zn(Ac)2 was thermally decomposed and oxidized into ZnO. X-ray diffraction (XRD) was used to charaterize the components of a ZnO nanofiber. The sensing response of a ZnO nanofibrous gas sensor on the ethanol and acetone vapors were tested. The test results indicate that the average diameters of ZnO nanofiber made from PVP/Zn(Ac)2, PEO/Zn(Ac)2 precursor are 308 nm and 184 nm, respectively. XRD spec-trograms show that the ZnO nanofiber with high purity can be obtained from a blended precursor nanofiber through thermal oxidation. The response time of the ZnO nanofibrous sensor on the objective gas is less than 1 s at room temperature and its sensitivity increases with the increment of gas con- centration. Furthermore, the ZnO nanofiber made from PEO/Zn(Ac)2 precursor shows a roughness surface, a larger specific surface area and higher sensing sensitivity, and the maximal sensitivity of ZnO nanofibrous gas sensor on ethanol and acetone vapor have been up to 215.69 and 118.13, respectively. This work presents a novel method for the integration fabrication of semiconductor micro/nano gas sensors.

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期刊信息
  • 《光学精密工程》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 中国仪器仪表学会
  • 主编:曹健林
  • 地址:长春市东南湖大路3888号
  • 邮编:130033
  • 邮箱:gxjmgc@sina.com;gxjmgc@ciomp.ac.cn
  • 电话:0431-86176855 84613409传
  • 国际标准刊号:ISSN:1004-924X
  • 国内统一刊号:ISSN:22-1198/TH
  • 邮发代号:12-166
  • 获奖情况:
  • 三次获得“百种中国杰出学术期刊”,2006年获得中国科协择优支持基金,2007年获“吉林省新闻出版精品期刊奖”,2008年获“中国精品科技期刊”,2012年《光学精密工程》看在的3篇论文获得中国百...,第三届中国出版政府奖提名奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
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