SnO2/g-C3N4双2维材料对甲醛气敏响应的提升

张文爽,袁同伟,张 丹,马志恒,程知萱,徐甲强

(上海大学理学院,上海200444)

在过去的几十年里,室内空气质量(indoor air quality,IAQ)变差引起了全世界的广泛关注.到目前为止,已经检测到500多种室内的具有危害性的挥发性有机化合物(volatile organic compound,VOC)气体[1].甲醛(HCHO)由于化学反应活性高、纯度高、成本低,故被广泛用于化工行业.甲醛气体可以在许多建筑材料和生活用品(如家具、干洗液、化妆品、药品等)中源源不断地释放出来,是一种典型的室内空气污染物[2].据美国环境保护署透露,甲醛会引起眼睛炎症和上呼吸道感染,从而导致中枢神经系统损伤和免疫系统紊乱[3].因此,及时并准确地检测出甲醛,在人们的生活和生产中具有十分重要的意义.

迄今为止,众多学者研究了各种检测甲醛的方法.最常见的方法是高效液相色谱法、光谱学、酶电极和半导体气体传感器[4-5].其中半导体气体传感器因具有消耗成本低、便携程度高、操作简单且功耗低等优点,故近年来受到广泛关注,得到更多研究投入[6-7].SnO2作为一种典型的宽禁带(Eg=3.6 eV)半导体材料,具有成本低和稳定性好等优点,被广泛用于各种可燃性气体、工业废气和环境有害气体的检测[8-10].因此,进一步提升气敏材料的性能成为传感器领域的研究热点.

作为新型半导体材料,g-C3N4禁带宽度Eg=2.7 eV,且无毒价廉,易于通过富氮前体的热缩聚反应制备,例如尿素、氰胺和双氰胺等.g-C3N4具有高化学稳定性和热稳定性,已经应用于水分解、不同有机污染物的光降解、二……