福建物構所MOX@MOFs復合高效氣敏材料研究獲新進展

作者： 2016年08月26日來源：瀏覽量：

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從傳統室內廠房氣體監測到智能家居和可穿戴設備等新興領域，氣敏傳感器正在扮演著越來越重要的角色，其中金屬氧化物（MOX）化學電阻型氣敏傳感器由于其制作工藝簡單、成本低廉、穩定耐用而受到廣泛關注，但是該類傳

　　從傳統室內廠房氣體監測到智能家居和可穿戴設備等新興領域，氣敏傳感器正在扮演著越來越重要的角色，其中金屬氧化物（MOX）化學電阻型氣敏傳感器由于其制作工藝簡單、成本低廉、穩定耐用而受到廣泛關注，但是該類傳感器對單一氣體的選擇性檢測性能較差，如何解決這一瓶頸問題成為氣敏傳感器研究的熱點之一。

　　在國家自然科學基金、福建省杰出青年基金等項目資助下，中國科學院福建物質結構研究所結構化學國家重點實驗室研究員徐剛和助理研究員姚明水組成的團隊在MOX-金屬有機骨架(MOFs)復合高效氣敏材料研究方面取得進展。

　　該課題組提出了一種獲得高效復合氣敏材料的新思路：將多孔的疏水MOF包裹在ZnO納米線表面，其中MOF材料起到了抵抗濕度剛入和催化增強ZnO氣敏性能的作用，而ZnO材料承擔氣敏反應中心和電學信號傳輸的作用。這兩種材料在結構上的結合實現了其性能上的協同提升。通過研究不同厚度MOF薄膜包裹的ZnO@MOF納米線的陣列，研究人員發現新材料在相對濕度從0%變化到90%的過程中，氣敏響應僅波動7.4%，遠優于純ZnO材料高達32%的數值；檢測限和響應值分別提升了100和20倍；最佳操作溫度下降120oC，并且響應恢復速度均有大幅度提升。這種將MOF薄膜材料與納米結構材料結合的策略，不但有望成為提升傳統氣敏材料綜合性能的一種普適性方法，而且為傳統納米材料的研究帶來新的思路。

　　相關成果已發表在《先進材料》（Adv.Mater.,2016, 28 (26), 5229-5234, DOI: 10.1002/adma.201506457）上。該工作還受到Wiley-Materials Views China和X-MOL等學術平臺的關注和報道。

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標簽：高效復合氣敏材料

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