钯修饰铟掺杂氧化锡纳米纤维的制备及其对乙酸乙酯的高灵敏传感性能与机制研究

《Sensors and Actuators B: Chemical》：Highly sensitive ethyl acetate sensor based on porous Pd-decorated SnO 2 nanofibers with In doping and In 2O 3 phases

本研究通过静电纺丝与退火技术，成功合成了具有空心结构的Pd/In共修饰SnO2纳米纤维，显著提升了其对乙酸乙酯（EA）的气敏性能。优化后的3% Pd-In2O3-SnO2传感器在190°C工作温度下对50 ppm EA响应值达163.8（为纯SnO2的5.5倍），并表现出高选择性、100 ppb低检测限及良好稳定性。机制研究表明，Pd/In掺杂、异质结（heterojunction）形成及多级孔结构协同增强了气体吸附与电子传输（DFT模拟支持）。

　　

Structural and morphological characteristics

通过XRD分析了原始SnO₂纳米纤维（NFs）、Pd-SnO₂ NFs、In₂O₃-SnO₂ NFs及Pd-In₂O₃-SnO₂ NFs的晶体结构（图3）。主要晶相为SnO₂，其显著衍射峰对应于(JCPDS #41-1445)的(110)、(101)和(211)晶面，角度分别为26.56°、33.86°和51.76°。XRD谱图中Pd峰并不明显，部分原因在于Pd颗粒的低浓度和小尺寸。

Conclusions

本研究成功合成并表征了具有Pd修饰、In掺杂及In₂O₃相结构的SnO₂纳米纤维，其乙酸乙酯检测性能优异。Pd和In³⁺离子的引入、异质结与肖特基结（Schottky junction）的形成显著提升了传感器的响应值、选择性、稳定性和重复性。3% Pd-In₂O₃-SnO₂传感器在190°C低温下对50 ppm乙酸乙酯响应高达163.8，并具备低检测限与良好稳定性。