Pd-ZnO纳米纤维的制备及其气敏性能研究

魏少红，邢　云，张有娟

(安阳师范学院，化学化工学院，河南安阳　455000)

0　引言

ZnO作为一种多功能的金属氧化物半导体材料，电子迁移率高、热稳定性好，在传感器领域有着广泛地应用[1]。自2001年王中林小组和杨培东小组分别在Science报道了一维ZnO材料新颖的结构和优越的物理性能后[2-3]，相关的研究热潮开始兴起，各种合成方法也应运而生，如水热法，模板法，蒸汽沉积法等。同上述各种方法相比，静电纺丝技术是较为简单和通用的技术[4]，该技术突出的优势是操作简单、价格低廉，而且能够制备长尺寸的、直径分布均匀的、不同种类的纳米纤维。最近的研究表明，贵金属掺杂可有效提高氧化锌基体材料的气敏性能。Liu[5]等利用水热方法经煅烧后得到了三维多孔ZnO多级结构，随后在ZnO多孔结构的表面修饰了Au纳米颗粒，该材料对10～100 ppm(1 ppm=10-6)浓度的乙醇和甲醇显示较高的灵敏度和快的响应速度。Theerapong 等[6]通过Au掺杂四足型ZnO提高材料的灵敏度，在330 ℃时元件对1×10-3ppm乙醇的灵敏度为230。这些研究结果充分证实了贵金属的掺杂改性对改善氧化锌基体材料气敏特性的重要意义。

通过静电纺丝技术合成了不同掺杂量的Pd-ZnO纳米纤维，考察了贵金属Pd对ZnO微结构的影响，将纤维材料制成烧结型元件后测试了相应元件对CO的气敏性能，并对Pd改善ZnO材料气敏性能的机理进行了分析与讨论。

1　实验

1．1Pd掺杂ZnO纳米纤维的制备

将2．2 g乙酸锌(分析纯，上海化学试剂有限公司)溶解于装有12 mL乙醇与N，N-二甲基甲酰胺(DMF，分析纯，国药集团)混合溶剂的锥形瓶中剧烈搅拌使乙酸锌完全溶解。……