【摘 要】
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乙醇气体是一种常见的易燃易爆气体,在许多场景中都有对其浓度进行检测的需求。针对乙醇气体探测,目前最常用的是金属氧化物半导体气体传感器。然而大部分金属氧化物半导体材料只有在较高温度时（＞250℃）才会对乙醇气体很敏感;而室温乙醇气敏材料也受制于气体吸附解吸附速率,存在响应速度慢成本高的问题。因此研究乙醇气敏材料的低成本简易制备并增强其在较低温度下的传感性能仍然有很大意义。本文基于由小球藻简易制备的微
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乙醇气体是一种常见的易燃易爆气体,在许多场景中都有对其浓度进行检测的需求。针对乙醇气体探测,目前最常用的是金属氧化物半导体气体传感器。然而大部分金属氧化物半导体材料只有在较高温度时（＞250℃）才会对乙醇气体很敏感;而室温乙醇气敏材料也受制于气体吸附解吸附速率,存在响应速度慢成本高的问题。因此研究乙醇气敏材料的低成本简易制备并增强其在较低温度下的传感性能仍然有很大意义。本文基于由小球藻简易制备的微米空心碳球,通过凝胶法在其表面生长了SnO2纳米粒子,制备了一种新型3D微米-纳米复合孔洞结构材料。研究了该材料在低温下的乙醇气体传感性能,并进一步研究了紫外光对该材料乙醇气体传感性能的增强作用:利用生物材料小球藻高温碳化制备微米空心碳球骨架,在表面用凝胶法生长纳米级的SnO2量子点,制得了一种新型3D微米-纳米复合孔洞结构材料。对这种材料进行材料表征研究显示,小球藻碳球降低了表面的SnO2纳米粒子尺寸和带隙宽度,同时使得材料依然保持有较高的比表面。对这种新型材料的乙醇气体传感性能进行测量,并和同样用凝胶法制得的普通SnO2纳米粒子对比。结果表明SnO2生长在碳球表面后在低温下（160～200℃）对乙醇气体的灵敏度提高了50%～200%。针对小球藻碳球影响SnO2传感性能的机制,提出了一种微米孔和纳米孔相互作用,增强材料对气体的富集能力的新机理,从而提高材料低温下对乙醇气体的传感性能。进一步测试该材料在紫外光照下对乙醇气体的传感性能。结果显示紫外光能进一步使该材料在低温下（130～180℃）对乙醇气体的灵敏度提升一倍以上,同时也使响应时间缩短2/3以上。具体原因是由于紫外光给材料提供了更多能量,同时催化了检测时的发生的反应,最终使得材料低温下气体传感性能更好。
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