金屬有機框架衍生微花狀NiO-In2O3復合結構的制備及其對超低濃度甲醛氣體檢測性能的研究

摘要 甲醛是工業場所和室內常見的一種有機溶劑，嚴重危害人類健康，因此開發響應快、檢出限低和壽命長的高靈敏度甲醛傳感器具有重要價值。以銦基金屬有機框架（Indium-based metal organic framework，In-MOF）作為前驅體制備了NiO-In2O3 復合結構，并以In2O3 和NiO-In2O3 作為敏感材料分別構建了甲醛氣體傳感器，系統研究了傳感器對甲醛氣體的敏感特性。結果表明， In2O3 材料呈現微花狀結構， NiO-In2O3 復合結構則是在In2O3 表面附著NiO 納米顆粒。傳感器在相對濕度為33%和75%的環境中對甲醛均具有良好的檢測性能，其中NiO-In2O3 復合結構傳感器在相同測試條件下對甲醛的響應特性遠優于In2O3 傳感器，這與NiO 的催化作用以及NiO 與In2O3 之間形成的異質結構密切相關。NiO-In2O3 復合結構傳感器在200 ℃工作溫度下、相對濕度為33%和75%時，對10 μL/L 甲醛的響應值分別為21.3 和12.6，響應/恢復時間分別為4/6 s 和7/10 s， 檢出限分別為1.2×10–7 μL/L 和4.1×10–5 μL/L。此傳感器具有優異的選擇性和長期穩定性，在低濃度甲醛氣體高性能檢測領域具有廣闊的應用前景。

關鍵詞 金屬有機框架；氧化鎳與氧化銦復合結構；氣體傳感器；甲醛檢測