可抑制Sn2+和路易斯酸性的SnS2/黑磷异质结构NO2气体传感器(英文)

作者：梁婷婷; 戴正飞^*; 刘耀达; 张旭; 曾海波^*

来源：Science Bulletin, 2021, 66(24): 2471-2478.

大气污染已经成为全球性问题,对人类生存环境和身体健康造成了极大威胁.对低浓度有害气体进行快速准确检测是十分必要的,亟需具有新型结构且优异敏感特性的传感材料.本文通过溶剂热方法在黑磷(BP)纳米片表面原位生长Sn S2,构筑Sn S2/BP异质结构用于NO2传感器.在Sn S2/BP复合结构中,p型BP中的高氧化性的空穴可将Sn2+氧化为Sn4+,从而抑制路易斯酸性较强的S空位形成.X射线光电子能谱和酸性双层电容分析进一步证实了Sn2+和路易斯酸被抑制,有利于酸性NO2的吸附.通过调控价态和路易斯酸度,Sn S2/BP异质结构传感器能够在室温下检测到痕量NO2,其响应及回复速度快、性能稳定且选择性高.第一性原理计算和原位拉曼光谱均证实了NO2在Sn S2/BP表面的吸附能较高(-0.74 e V),且吸附方式为化学吸附.该工作为通过路易斯酸改性和界面工程合理设计高效NO2传感材料提供了参考和指导.

• 出版日期2021
• 单位南京理工大学; 金属材料强度国家重点实验室