第32卷第2期 2019年2月
传感技术学报
CHINESE JOURNAL OF SENSORS AND ACTUATORS
Vol. 32No.2 Feb.2019
The Preparation and Gas Properties of α-Fe,O, Nanorods to Acetone
GUYihong',ZHANGYuanxiang
(LSchool of Mechanicaf and Elecrioal Enginering, Quzhou Cllege of Technology, Quzhour Zhjiang 324000, China;
2. College of Mechanical Enginering, Quzhow Uniersity, Quzhour Zhejiang 324000, China)
Abstract : or-Fe, O, nanorods were prepared by hydrothermal synthesis using high-concentration starting materials. In this way the yield of nanopowders can improved effectively. We treat agglomerate α-Fe, O, nanorods by ultrasonic The agglomerate α-Fe, O, nanorods were effectively separated after ultrasonic treatment. X-ray diffraction ( XRD), Fourier transform infrared spectroscopy(FTIR)and Field emission scanning electron microscopy(SEM)were used to analyze the phase and morphology of the samples. The sensing properties of these nanomaterial to acetone at differ-ent temperatures was tested. The gas sensitive material prepared by this method has good response characteristics to
acetone,such as low working temperature,low detection limit, selectivity and stability. Key words: gas sensor; α-Fe, O, nanorods ; acetone ; sensing properties
EEACC:7230
doi;10.3969/j.issn.10041699.2019.02.004
α-Fe,O,纳米棒的制备及其丙酮气敏性能
顾怡红1*张元祥
（1.衢州职业技术学院机电工程学院，浙江衢州324000；2.衢州学院机械工程学院，浙江衢州324000）
摘要：在合成原料浓度较高的情况下，利用水热合成的方式制备得到了α-Fe:0，纳米棒，有效提高了水热合成纳米粉末的产量，利用超声处理的方式将团聚的α-Fe,O，纳米棒进行了有效分离。利用X射线衍射（XRD）、傅里叶红外光谱（FTIR)和场发射扫描电镜（SEM对样品进行了物相分析和形貌观紧。测试这种纳米材料在不同温度下对内酮的气敏性能，通过这种方
法制备得到的气敏材料对丙酮具有良好的响应特性，具有工作温度低、检测极限低、选择性和稳定性良好等优势。关键词：气体传感器；α-Fe;0，纳米棒；水热合成；丙酮
中图分类号：TP393
文献标识码：A
丙酮做为一种易挥发有机化合物，通常作为有机溶剂被用于塑料、纤维、涂料和医药行业[1-2]。丙酮是一种具有微毒的气体，据调查研究表明即使内酮浓度在1×10-至9×10-之间，也会导致人体感到不适，出现头痛、疲、恶心等症状，甚至麻解、死亡[3-4]。此外,丙酮还是表征糖尿病的一种重要的生物标志物，对于健康人来说呼出气体中丙酮的浓度在300×10~到800×10之间，而糖尿病患者呼出气体中丙酮浓度超过1.8×10-6[5-7]。因此开发一种检测极限低、灵敏度高、选择性好、稳定性好的丙酮传感器显得尤为重要。
目前对于丙酮气体的检测主要是利用质谱分析仪和气相色谱仪等，但这些检测设备存在成本高、体积大等缺陷[8]。金属氧化物半导体材料由于其灵敏度高、低成本、体积小、易集成等优点可以制备便
文章编号：1004-1699（2019)020177-06
携式呼吸丙酮传感器。近年来，SnO,、WO,、NiO、 ZnO等金属氧化物半导体材料由于它们在气敏传感、催化剂、电池等领域的良好性能引起了研究者们的广泛关注[8-12]。在多种金属氧化物半导体材料中,α-Fe,O，是一种禁带宽度较窄（2.2eV)的n型半导体材料，由于其具有成本低、无毒、稳定等优点被认为是一种气体检测的良好材料[13]。国内外研究者通过溶胶凝胶法、固相法和水热合成法等制备得到不同形貌的α-Fe,0，纳米粉末[14-16]。水热合成法由于其制备方法简单、成本低、制备晶体纯度高、能合成多种形貌的纳米材料等优点被广泛应用于气敏材料的制备中。
目前，合成具有特殊纳米结构（如纳米棒、纳米片等）的α-Fe,O，均需要反应原料在较低浓度下进行或进行后续处理，这降低水热合成纳米粉末的产
项目来源：浙江省自然科学基金项目（Y406234）；国家基金项目（50975259）
收稿日期：2018-07-17
修改日期：2018-07-31