乙醇傳感器具有響應(yīng)快、靈敏度高的特點，在日常生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用。在本工作中，我們提出了石墨烯氧化物苯胺(GOA)傳感器，以滿足乙醇濃度檢測的要求。氧化石墨烯是一種優(yōu)異的導(dǎo)電導(dǎo)熱性、比表面積大、載流子遷移率高的材料。由于其特殊的鍵合反應(yīng)，GOA具有分散性好，導(dǎo)電性好，不溶于水和可塑性強等優(yōu)點。使用傳感器測試乙醇濃度時，會有一個滯后時間，這反映了傳感器的靈敏度。本項工作中的GOA傳感器，則具有最快的響應(yīng)時間，僅為27毫秒。該GOA乙醇傳感器顯示出良好的乙醇感測性能，包括出色的靈敏度，循環(huán)穩(wěn)定性和長期穩(wěn)定性。
Figure 1 (a)傳感器性能測量的環(huán)境圖，(b) Keithley 2400源電表，(c)裝有樣品的密封玻璃瓶及(d)裝有有機氣體的密封玻璃瓶。
Figure 2 (a) GOA表面的SEM圖, (b) GOA層狀結(jié)構(gòu)的SEM圖和(c)圖片。
Figure 3 (a) GOA的OM圖，(b)乙醇滴積的OM圖，(c)乙醇解吸的OM圖，(d) GOA樣品的水接觸角。
Figure 4 (a) GOA的I-V特征曲線，(b) GOA的乙醇依賴性，(c)乙醇濃度為700ppm時，GOA的響應(yīng)時間，(d)乙醇濃度為800ppm和900ppm時，GOA的歸一化響應(yīng)。
Figure 5 (a) GOA在高乙醇濃度環(huán)境中對不同氣體的選擇性，(b) GOA樣品在乙醇上的長期穩(wěn)定性，(c)乙醇濃度為600ppm時，GOA靈敏度與濕度的關(guān)系和(d)乙醇濃度為500ppm時，GOA靈敏度與溫度的關(guān)系。
Figure 6 (a)無乙醇環(huán)境下阻抗實部和虛部與頻率的關(guān)系，(b)不同乙醇濃度下阻抗實部與頻率的關(guān)系，(c)不同乙醇濃度下阻抗虛部與頻率的關(guān)系，(d)阻抗譜，(e)乙醇濃度與峰頻率和峰大小的關(guān)系，(f)直流電導(dǎo)、交流電導(dǎo)、電容和虛部峰的靈敏度比較。
相關(guān)研究成果于2020年由北京化工大學(xué)Zhi-Ling Hou課題組，發(fā)表在ACS Applied Materials & Interfaces(DOI: 10.1021/acsami.0c12196)上。原文：High Sensitivity and Ultrafast Response Ethanol Sensors Based on Graphene Oxide。
摘自《石墨烯雜志》公眾號：
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