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摘要

利用微流控技术在微通道中制备了ZnO纳米线阵列，通过X射线衍射和扫描电子显微镜分别对纳米线的物相和表面形貌进行了表征. 结果发现，合成的ZnO纳米线具有良好的c轴择优取向性和结晶度. 同时，对ZnO纳米线阵列在丙酮、甲醇和乙醇气体中的气敏特性进行了研究，测试结果表明：在最佳工作温度（475 ℃）下，纳米线阵列对200 ppm（1 ppm=10-6）丙酮气体的最大灵敏度可达8.26，响应恢复时间分别为9和5 s；通过与传统水热法制备的ZnO纳米线的气敏性能相比较发现，基于微流控技术制备的纳米线阵列具有更高的灵敏度和更快的响应恢复速度. 最后，从材料表面氧气分子得失电子的角度对ZnO纳米线气敏机理进行了讨论.

关键词:

Abstract

In this paper, ZnO nanowire (ZnO NW) array is prepared based on microfluidic technology. The crystalline structures and morphologies of as-synthesized ZnO NWs are characterized by X-ray diffraction and scanning electron microscopy. The results show that ZnO NW is high-quality crystalline and c-axis oriented. At the same time, the gas-sensing properties of ZnO NWs are investigated for different gases, such as acetone, methanol and ethanol. The measured results prove that ZnO NW shows a sensitivity of 8.26 at 475 ℃, and the response and recovery times can reach 9 and 5 s separately, when exposed to 200 ppm (1 ppm=10-6) acetone. Compared with the method of conventional hydrothermal technology, the ZnO NWs based on microfluidic technology shows high sensitivity and fast recovery time. Finally, the gas sensing mechanism of ZnO NWs is also discussed from the aspect of gain and lose electron of oxygen molecules on material surface.

Keywords:

作者及机构信息

1.
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3.

基金项目:国家自然科学基金（批准号：51205273，51205274）、山西省自然科学基金（批准号：2013021017-2）、山西省高等学校科技创新基金（批准号：20120007）、太原理工大学校青年基金（批准号：2012L034）和山西省研究生优秀创新基金（批准号：20133028）资助的课题.

Authors and contacts

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3.

Funds:Project supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 51205273, 51205274), the Natural Science Foundation of Shanxi Province, China (Grant No. 2013021017-2), the Scientific and Technological Innovation Foundation of Higher Education Institutions in Shanxi Province, China (Grant No. 20120007), the Science Foundation for Youth Scholars of Taiyuan University of Technology, China (Grant No. 2012L034), and the Excellent Innovation Programs for Postgraduate in Shanxi Province, China (Grant No. 20133028).

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