加尔各答中心玻璃与陶瓷研究所--还原氧化石墨烯（rGO）修饰的ZnO-SnO2：一种改善低浓度VOC传感性能的三元纳米复合材料

通过在ZnO-SnO₂纳米复合材料中引入还原氧化石墨烯（rGO）制备了三元p-n-n异质结，并利用了其对ppm级挥发性有机化合物（VOCs）传感特性。使用简单，简便的溶胶-凝胶工艺，首先制备含有不同浓度的ZnO和SnO₂的ZnO- SnO₂纳米复合材料，随后将rGO掺入。通过XRD，FTIR，拉曼光谱，FESEM，TEM和XPS分析对合成后的粉末进行了表征。传感研究表明，三元纳米复合传感器在150℃的最佳工作温度下表现出对~10 ppm丙酮气体91%的n型传感响应。甚至可以感知~1 ppm丙酮，感知响应约为71%。此外，传感器显示出适合于在短时间内检测多个脉冲的快速响应（10 s）和恢复时间（100 s）。它还在150℃下对~10 ppm乙醇显示出相当大的~65%的传感响应。rGO装饰的ZnO-SnO₂纳米复合材料的这些优异的传感性能通过能带结构修饰进行了解释。我们的研究结果表明，制造的rGO装饰的ZnO-SnO₂传感器具有显着的高敏感响应，对其他有毒易燃气体的抗干扰和良好的长期稳定性，可以被认为是实时检测低浓度VOCs的多功能商业产品的替代品。

图1. (a) 合成ZnO-SnO₂纳米复合材料的示意图，然后进行传感器制备。（b）制备rGO修饰的ZnO-SnO₂纳米复合材料的示意图。

图2. (a) 所有 ZnO-SnO₂ 纳米复合物 (ZS1, ZS2, ZS3,ZS4), (b) rGO 修饰的 ZnO-SnO₂ 纳米复合物 (ZSR)的X射线衍射图谱。

图 3. ZS3 和 ZSR的拉曼图谱

相关研究成果于2021年由印度加尔各答中心玻璃与陶瓷研究所的Susmita Kundu课题组，发表在Journal of Alloys and Compounds (doi：10.1016/j.jallcom.2021.160406)上。原文：Reduced graphene oxide (rGO) decorated ZnO-SnO₂: A ternary nanocomposite towards improved low concentration VOC sensing performance。