《表2 不同金属氧化物传感器对甲苯的气敏性能Table 2 Summary on the gas sensing properties of MOS sensors for toluene》

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《苯系物(BTEX)检测气敏材料研究进展》

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从表3可以看出，大部分的高灵敏二甲苯传感器响应需要高温条件（不低于200℃）。结合分子热动力学和反应动力学的基本规律可知，温度越高，吸附速度越快，达到动态平衡的时间越短，因而响应/恢复时间越短。但高的工作温度不仅导致高能耗，而且会带来使用上的不便[41]。该问题已引起重视，最近已有关于工作温度相对较低（100~200℃）的二甲苯气敏传感器的报道。Cao等[42]报道了在150℃下工作的ZnO纳米颗粒基二甲苯传感器，其响应/恢复时间分别缩短至6s和12s。最近，Xu等[43]报道了一种Co3O4单晶多孔纳米片组装的花状结构，花状Co3O4在150℃下对100×10-6二甲苯表现出极高的响应（79.8），是商业Co3O4响应的4倍，结合其高选择性和低检测限，可说明这是一种有发展前景的二甲苯气敏材料。但低温下响应不稳定依然是单相纯氧化物气敏材料亟需解决的问题。Li等[44]选用Cr掺杂的棉球状Co3O4分级纳米结构制备了二甲苯气敏传感器，其最佳工作温度降低至139℃，适用于检测（1~20）×10-6低浓度气体。Zhang等[45]通过共沉淀法制备了介孔分级结构的Co3O4-TiO2，在工作温度为115℃时对5×10-6二甲苯的灵敏度为25.0。气敏增强机理如图3所示，（a） 表示Co3O4和TiO2颗粒的表面形成耗尽层及其在真空中的能带图，当粒子接触时形成Co3O4-Co3O4p-p同质结和Co3O4-TiO2p-n异质结（图3 （b）） ，电子从n型半导体TiO2转移到p型半导体Co3O4，同时这种电子迁移有助于增加Co3O4表面的吸附氧。此外，在Co3O4-TiO2异质结的界面处也会形成耗尽层，导致氧气与二甲苯更容易被吸附到异质结表面。现已有少量报道表明，利用贵金属对某些金属氧化物半导体进行掺杂，通过控制氧化物的形貌，可使器件工作温度降至室温。Sadullah等[46]报道了Pd掺杂的ZnO纳米棒样品，其在室温下对二甲苯的灵敏度是未掺杂纳米棒的2.32倍。