以聚酰亞胺(PI)織物為柔性襯底，通過靜電逐層自組裝和原位水熱法制備了氧化錫(SnO
2)/還原氧化石墨烯(rGO)復(fù)合涂層織物(PI-SnO
2/rGO)。采用FTIR、Raman、XPS和SEM對(duì)PI-SnO
2/rGO的形貌和微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征，并對(duì)其在室溫下的氨(NH
3)傳感性能進(jìn)行了測(cè)試。結(jié)果表明:復(fù)合涂層中SnO
2納米顆粒的平均尺寸約為3 nm, SnO
2與rGO之間存在較強(qiáng)的界面相互作用。因此，PI-SnO
2/rGO對(duì)NH
3表現(xiàn)出n型敏感，在50- 400ppm范圍內(nèi)具有良好的線性響應(yīng)(R
2 =0.995)，高靈敏度(100ppm NH
3為5.16%)，快速響應(yīng)/回收率(94 s/57 s)和優(yōu)異的選擇性。此外，該傳感器具有良好的機(jī)械魯棒性。2000次拉伸后，靈敏度僅下降3%。
圖1. PI-SnO
2/rGO的制作流程。
圖2. PI-SnO
2/rGO和PI-Sn
4+/GO樣品的(a)FT-IR光譜，(b)拉曼光譜，(c) XPS全光譜，(d) C1s光譜，(e) O 1s光譜和(f) Sn3d光譜。
圖3. (a)原始PI， (b)堿處理后Pl和(c) PI-SnO
2/rGO的SEM圖像，SnO
2/rGO復(fù)合涂層的(d) TEM圖像，(e) HRTEM圖像和(f) SAED圖像。
圖4. (a) PI-SnO
2/rGO在室溫下對(duì)100ppm氨的響應(yīng)-恢復(fù)曲線，(b)隨氨濃度的響應(yīng)(插圖為50- 400ppm濃度范圍內(nèi)的線性擬合曲線)，(c)不同氨濃度下PI-SnO
2/rGO的響應(yīng)時(shí)間和恢復(fù)時(shí)間，(d) PI-SnO
2/rGO的選擇性。
圖5. (a) PI-SnO
2/rGO的循環(huán)穩(wěn)定性，(b) 36天的傳感器穩(wěn)定性試驗(yàn)，(c)拉伸試驗(yàn)光學(xué)圖像，(d) 2000次拉伸(10%應(yīng)變)傳感器穩(wěn)定性，(e) 2000次拉伸后PI-SnO
2/rGO的SEM圖像，(f) PI-SnO
2/rGO室溫下氨傳感機(jī)理方案。
相關(guān)研究成果由東華大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院、纖維材料改性國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室Fuyou Ke等人于2022年發(fā)表在Journal of Alloys and Compounds (https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2022.167585)上。原文：One-pot synthesis of tin oxide/reduced graphene oxide composite coated fabric for wearable ammonia sensor with fast response/recovery rate。
轉(zhuǎn)自《石墨烯研究》公眾號(hào)
