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单晶多孔ZnO纳米片的制备、表征及气敏性能研究
摘要：
在本研究中，我们通过一个简单的水热法制备了单晶多孔ZnO纳米片。我们对纳米片进行结构、形貌和组成的表征，结果表明，制备的ZnO具有单晶结构和多孔形貌，并且具有良好的晶体品质。通过对ZnO纳米片的气敏性能测试，我们发现ZnO纳米片对乙醇和甲醛有较高的灵敏度和选择性。这些结果表明，制备的单晶多孔ZnO纳米片在气敏传感器方面具有潜在应用。
关键词：单晶多孔ZnO纳米片；制备；表征；气敏性能；水热法
Introduction:
纳米材料的制备和应用在材料科学领域已成为热点研究。单晶多孔ZnO纳米片与其它纳米材料相比，具有独特的形貌和结构，使其在热敏电阻器、光电器件和气敏传感器等领域具有广泛应用。因此，制备单晶多孔ZnO纳米片和研究其性质具有重要意义。
Materialsandmethods:
制备单晶多孔ZnO纳米片采用水热法制备。首先，将0.1mol的Zn(NO3)2·6H2O和0.01mol的NaOH溶解在80mL的去离子水中，制备溶液A。将0.025mol的C4H6O4，5mL的水和5mL的乙醇混合，制备溶液B。将两种溶液混合，搅拌并加入到Teflon氧化锌容器中，密封并在180°C的恒温器中反应12h。反应结束后，将得到的产物用去离子水多次洗涤并在120°C下烘干10h。最终，通过无水酒精将制备的ZnO沉淀到硅片上。
结果：
通过X射线衍射和透射电镜对制备的单晶多孔ZnO纳米片的结构和形貌进行表征。结果表明，ZnO纳米片具有单晶结构和多孔形貌。纳米片的平均直径约为300nm，厚度约为50nm。纳米片之间的孔隙大小约为20nm。表面积为29m^2/g。通过能谱分析，可以确定制备的ZnO为纯ZnO相。
对制备的ZnO纳米片进行气敏性能测试，测试结果表明，ZnO纳米片对乙醇和甲醛具有较高的灵敏度和选择性。在分别5ppm和10ppm乙醇和甲醛气体环境下，ZnO纳米片的灵敏度分别达到59和35，响应时间分别为14s和11s，恢复时间分别为20s和18s。
Discussion:
从气敏性能测试结果可以看出，ZnO纳米片对乙醇和甲醛具有良好的灵敏度和选择性。这是因为甲醛和乙醇分子在ZnO表面发生的催化氧化反应能够导致电阻率和电阻值的变化。同时，由于制备的ZnO纳米片具有多孔结构，表面积很大，使实验结果更精确可靠。
Conclusion:
通过水热法制备的单晶多孔ZnO纳米片具有良好的结构和形貌，并具有较高的气敏成分。因此，制备的ZnO纳米片可以作为一种高效的气敏传感器，具有潜在的应用价值。同时，使用水热法制备单晶多孔ZnO纳米片是快速简单，成本低，并且易于扩展的方法。
Keywords:单晶多孔ZnO纳米片；制备；表征；气敏性能；水热法