硼掺杂Co3O4海胆状微球的制备及其乙醇气敏强化机制

作者：孙舒; 孙丽霞; 文晓慧; 张郝为; 廖丹葵; 孙建华^*

来源：化工进展, 2021, 40(03): 1537-1544.

DOI：10.16085/j.issn.1000-6613.2020-1671

• 四氧化三钴
• 硼掺杂
• 乙醇传感
• 气敏特性
• 气敏机制

四氧化三钴(Co3O4)是一种p型半导体,可作为气体传感材料。非金属硼(B)具有吸电子特性,将其与p型半导体气敏材料进行掺杂,可增加材料的空穴载流子浓度,从而提高材料的气敏性能。本文以六水合硝酸钴[Co(NO3)2·6H2O]、硼酸(H3BO3)和尿素[CO(NH2)2]为原料,采用低温一步水热法成功制备了B掺杂Co3O4海胆状微球。通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线光电子能谱仪(XPS)和拉曼光谱仪(Raman)对掺杂B前后的Co3O4进行结构表征,探究B掺杂对其气敏性能的影响。结果表明:B掺杂对Co3O4材料的气敏性能有明显的强化作用。当掺杂摩尔比为Co∶B=8∶1时,B-Co3O4对1×105μg/L乙醇的最佳工作温度为180℃,灵敏度响应达到26.8,是相同条件下纯Co3O4的4.4倍。B-Co3O4在较低的工作温度下,具有良好的灵敏度、选择性和稳定性,是一种性能优良的气敏材料。

• 单位
  广西大学; 化学化工学院