α-Fe2O3负载Ag复合纳米材料的制备、表征和气敏性能

doi:10.3969/j.issn.0251-0790.2012.09.007

高等学校化学学报 ›› 2012, Vol. 33 ›› Issue (09): 1915.doi: 10.3969/j.issn.0251-0790.2012.09.007

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α-Fe₂O₃负载Ag复合纳米材料的制备、表征和气敏性能

马小东, 郭洪雯, 吕璐, 何璇, 冯玺

环境污染过程与基准教育部重点实验室, 天津市城市生态环境修复与污染防治重点实验室, 南开大学环境科学与工程学院, 天津 300071

收稿日期:2011-10-26 出版日期:2012-09-10 发布日期:2012-08-14
通讯作者: 马小东,男,博士,副教授,主要从事纳米功能材料研究.E-mail:maxd@nankai.edu.cn E-mail:maxd@nankai.edu.cn
基金资助:
国家自然科学基金(批准号: 20977052, 21177066)和天津市自然科学基金(批准号: 11JCYBJC05100)资助.

Preparation, Characterization and Gas Sensing Performance of Ag-supported α-Fe₂O₃ Hybrid

MA Xiao-Dong, GUO Hong-Wen, LÜ Lu, HE Xuan, FENG Xi

Key Laboratory of Environmental Pollution Process and Standard, Ministry of Education, Tianjin Key Laboratory of Environmental Remediation and Pollution Control, College of Environmental Science and Engineering, Nankai University, Tianjin 300071, China

Received:2011-10-26 Online:2012-09-10 Published:2012-08-14

摘要/Abstract

摘要：

采用简单的FeCl₃溶液水热方法, 结合焙烧处理合成了α-Fe₂O₃ 纳米粉体; 以所制备的α-Fe₂O₃为载体负载Ag纳米粒子, 得到Ag/α-Fe₂O₃ 复合纳米材料. 使用X射线衍射、透射电子显微镜、氮气吸附-脱附和X射线光电子能谱等对样品进行表征, 并考察了Ag/α-Fe₂O₃复合材料在260℃下对甲醇、乙醇、乙醚、丙酮、正丁醇和正己醇等挥发性有机物的气敏行为. 结果表明, Ag/α-Fe₂O₃传感器对这几种挥发性有机物展示了较高的灵敏度和快速、可逆的响应-恢复特性; 与纯α-Fe₂O₃相比, Ag/α-Fe₂O₃复合材料的气敏性能显著提高, 这可能与该复合材料表面独特的多孔结构和活性Ag纳米粒子对敏感反应的催化作用有关.

关键词: Ag/α-Fe₂O₃, 气敏性, 挥发性有机物

Abstract:

α-Fe₂O₃ nanoparticles were synthesized by a simple hydrothermal treatment of FeCl₃ solution, followed by a calcination process, without templates or pore-directing agents. The as-prepared α-Fe₂O₃ nanoparticles were further employed as support to obtain Ag/α-Fe₂O₃ hybrid. The hybrid was characterized by XRD, TEM and XPS techniques and its gas sensing performance was investigated for several volatile organic compounds(VOCs) including methanol, ethanol, ether, acetone, butanol and hexanol at an operating temperature of 260℃. The Ag/α-Fe₂O₃ sensor presented a high sensitivity and fast response-recovery to these VOCs. Meanwhile, the Ag/α-Fe₂O₃ sensor exhibited a much higher response than the pure α-Fe₂O₃ sensor at the operating temperature of 260℃, which may be related to the unique porous structure on the surface of the Ag/α-Fe₂O₃ hybrid and the catalytic action of active Ag nanoparticles for the sensing reactions.

Key words: Ag/α-Fe₂O₃, Gas sensor, Volatile organic compound

中图分类号:

O614

TrendMD:

马小东, 郭洪雯, 吕璐, 何璇, 冯玺. α-Fe₂O₃负载Ag复合纳米材料的制备、表征和气敏性能. 高等学校化学学报, 2012, 33(09): 1915.

MA Xiao-Dong, GUO Hong-Wen, LÜ Lu, HE Xuan, FENG Xi. Preparation, Characterization and Gas Sensing Performance of Ag-supported α-Fe₂O₃ Hybrid. Chem. J. Chinese Universities, 2012, 33(09): 1915.

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α-Fe₂O₃负载Ag复合纳米材料的制备、表征和气敏性能

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