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社会经济和工业化的快速发展，一方面提高了人们的生活质量，但另一方面大量的生活和工业废气以及各种挥发性有机化合物(VOCs)也被释放到环境中。其中，VOCs是最有害的大气污染物，可引起环境危害(如烟雾、光化学污染等)和各种疾病(如呼吸困难、神经损伤等)。由于有毒有害气体的释放严重危害人类健康和社会环境安全，迫切需要对这些气体进行有效的监测。
气体传感器因其低成本、高灵敏度和环境友好性而得到了广泛的研究。ZnO作为一种典型的金属氧化物半导体，在VOCs检测方面具有广阔的应用前景。然而，由于ZnO的选择性低、操作温度高、抗湿性差等缺点使其在气敏实际应用中受到了限制。掺杂对材料的微观晶体结构、氧空位含量、禁带宽度等方面有重要影响，基于化学和电子敏化传感机理，可以提高材料的传感性能。因此，在已有研究基础上，本文分别通过一步共沉淀法和水热法制备了低浓度Pt掺杂的ZnO纳米片以及Co掺杂的ZnO纳米片，并分别用于对丙酮和苯系物(BTX)的气敏性能检测。
1、通过简单的一步共沉淀法制备了低浓度Pt掺杂碱式碳酸锌前体，然后将其涂覆在氧化铝陶瓷管上，在材料老化时原位制备出高度分散低浓度Pt掺杂的ZnO多孔纳米片。将Pt掺杂的ZnO多孔纳米片用于对丙酮的气敏性能检测，结果表明，0.01mol％Pt掺杂的ZnO表现出优异的丙酮传感性能，最佳工作温度为400℃。与纯ZnO相比，0.01％Pt掺杂的ZnO对丙酮的响应是其11倍以上，响应值为147.61，此外，0.01％Pt掺杂的ZnO对100ppb丙酮的响应为1.64，表现出优越的低浓度检测能力。同时，所制备的传感器还具有良好的稳定性、耐久性、动态循环性、以及抗湿度性。低浓度Pt掺杂改善ZnO气敏性能的内在机制，可能源自低浓度Pt的超高分散状态以及材料表面丰富的氧物种。
2、利用简单水热法制备的碱式碳酸锌为前体，通过浸渍法将醋酸钴修饰到前体材料的表面，后经过洗涤、离心分离、干燥煅烧，最终得到Co掺杂的ZnO多孔纳米片，并用于4种BTX气体的气敏检测。实验结果表明，相比纯ZnO，3％Co掺杂的ZnO明显改善了对4种BTX气体的响应性能，同时具有快速的响应/恢复速度和稳定的可重复性。Co掺杂ZnO对BTX气敏性能改善的内在机理，可能源自Co的溢出效应和电阻调制效应及其自身优异的污染物催化降解能力。
气体传感器因其低成本、高灵敏度和环境友好性而得到了广泛的研究。ZnO作为一种典型的金属氧化物半导体，在VOCs检测方面具有广阔的应用前景。然而，由于ZnO的选择性低、操作温度高、抗湿性差等缺点使其在气敏实际应用中受到了限制。掺杂对材料的微观晶体结构、氧空位含量、禁带宽度等方面有重要影响，基于化学和电子敏化传感机理，可以提高材料的传感性能。因此，在已有研究基础上，本文分别通过一步共沉淀法和水热法制备了低浓度Pt掺杂的ZnO纳米片以及Co掺杂的ZnO纳米片，并分别用于对丙酮和苯系物(BTX)的气敏性能检测。
1、通过简单的一步共沉淀法制备了低浓度Pt掺杂碱式碳酸锌前体，然后将其涂覆在氧化铝陶瓷管上，在材料老化时原位制备出高度分散低浓度Pt掺杂的ZnO多孔纳米片。将Pt掺杂的ZnO多孔纳米片用于对丙酮的气敏性能检测，结果表明，0.01mol％Pt掺杂的ZnO表现出优异的丙酮传感性能，最佳工作温度为400℃。与纯ZnO相比，0.01％Pt掺杂的ZnO对丙酮的响应是其11倍以上，响应值为147.61，此外，0.01％Pt掺杂的ZnO对100ppb丙酮的响应为1.64，表现出优越的低浓度检测能力。同时，所制备的传感器还具有良好的稳定性、耐久性、动态循环性、以及抗湿度性。低浓度Pt掺杂改善ZnO气敏性能的内在机制，可能源自低浓度Pt的超高分散状态以及材料表面丰富的氧物种。
2、利用简单水热法制备的碱式碳酸锌为前体，通过浸渍法将醋酸钴修饰到前体材料的表面，后经过洗涤、离心分离、干燥煅烧，最终得到Co掺杂的ZnO多孔纳米片，并用于4种BTX气体的气敏检测。实验结果表明，相比纯ZnO，3％Co掺杂的ZnO明显改善了对4种BTX气体的响应性能，同时具有快速的响应/恢复速度和稳定的可重复性。Co掺杂ZnO对BTX气敏性能改善的内在机理，可能源自Co的溢出效应和电阻调制效应及其自身优异的污染物催化降解能力。