【摘 要】
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在航空、航天军事等领域,对能在极端条件下使用的气体传感器提出了更高要求。二维纳米碳化硅由于其良好的稳定性、宽禁带和高比表面积等特性,使其能在极端条件下仍具有良好的
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在航空、航天军事等领域,对能在极端条件下使用的气体传感器提出了更高要求。二维纳米碳化硅由于其良好的稳定性、宽禁带和高比表面积等特性,使其能在极端条件下仍具有良好的气敏性能。本文通过碳热还原法,以石墨烯为模板制备了SiC纳米片,并通过负载铂(Pt)纳米簇对其进行了改性,对产物的组成、结构,以及室温湿敏性能和高温气敏性能及其机理开展了研究。以硅粉和氧化石墨烯为原料,通过碳热还原法,制备了厚度约10 nm、结晶度较高、比表面积为90.1 m2 g-1的SiC纳米片。其在室温下湿敏响应值最高为16991,响应/恢复时间均为3 s,表现了优异的室温气敏性能。其机理是由于水分子与Si C纳米片间的“施主效应”产生的电子转移;SiC纳米片在高温下对乙醇、丙酮、甲醇、氨气均会产生响应,其气敏机理是典型的氧离子吸附机理。为改善SiC纳米片的灵敏度及选择性,分别以化学还原法及湿化学浸渍法构筑了Pt纳米簇@SiC纳米片二维异质结。粒径为2-4 nm的Pt纳米簇均匀分布在SiC纳米片表面。改性后其气敏响应明显提高,且对氢气表现出优异选择性。Pt表面发生的“溢出机制”以及Schottky异质结是提高气敏响应与选择性的根本原因。湿化学浸渍法操作简便,且Pt负载量较高,其响应/恢复性能更优。
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