分會(huì)

第二分會(huì)：納米傳感

摘要

空氣中過量的NO2氣體會(huì)極大地威脅人類的生命健康，因此研發(fā)高性能、低成本、易制備的NO2氣體傳感器變得尤為重要。量子點(diǎn)具有量子限域效應(yīng)、超高比表面積等特性，在光探測器、光催化、太陽能電池以及傳感器等領(lǐng)域得到了廣泛研究及應(yīng)用[2-4]。通過電化學(xué)凝膠法制備的新型CdS量子點(diǎn)氣凝膠NO2傳感器在室溫下展現(xiàn)出了優(yōu)異性能：較短的響應(yīng)及恢復(fù)時(shí)間（29/28 s）、超低的檢測極限（11 ppb）、超高的穩(wěn)定性和可重復(fù)制備性。通過第一性原理計(jì)算，我們揭示了上述量子點(diǎn)氣凝膠傳感器具有超高NO2檢測靈敏性的成因：實(shí)驗(yàn)制得的富硫且部分硫被氧化的CdS凝膠表面比其他表面具有更強(qiáng)的NO2吸附和更多的電荷轉(zhuǎn)移；而其優(yōu)異的NO2檢測選擇性則歸結(jié)于：與其他氣體相比，上述CdS凝膠表面對(duì)NO2具有更強(qiáng)的吸附能以及更多的電荷轉(zhuǎn)移。為了進(jìn)一步提高CdS凝膠量子點(diǎn)在NO2響應(yīng)方面的不足，探究了部分Pb摻雜對(duì)性能的影響。通過DFT計(jì)算結(jié)合機(jī)器學(xué)習(xí)的方法，深入探究了PbxCd1-xSe凝膠量子點(diǎn)的結(jié)構(gòu)和氣敏性能，為后續(xù)開發(fā)NO2傳感性能更加優(yōu)異的金屬硫族化合物量子點(diǎn)氣凝膠材料提供了理論基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞

金屬硫族化合物;量子點(diǎn)氣凝膠;NO2傳感器;第一性原理計(jì)算;機(jī)器學(xué)習(xí)

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