一维SnO2纳米结构材料因其高比表面积和优异的化学稳定性而具有优异的灵敏度，被广泛应用于易燃、有毒气体的气体传感材料。高灵敏度VOC传感器如一维SnO2传感器已广泛使用，但是，这种传感器具有选择性低的固有缺点，导致其对目标气体和具有相似特性的某些干扰气体都具有很高的灵敏度。因此，为了精确检测单个气体和混合气体，需要提高金属氧化物气体传感器的选择性。
近日，青岛大学王凤云教授和中国科学院过程工程研究所韩宁研究员（共同通讯作者）通过一步电纺和热处理构建了SnO2/MOx（M=Zn, Ga and W）异质结构纳米管（NT）和纳米纤维(NF)，并用于高选择性气体传感器。与纯SnO2 NTs相比，SnO2/ZnO NTs对100ppm乙醇和丙酮的气敏性增强，SnO2/Ga2O3 NTs对100ppm乙醇气敏性也得到改善，SnO2/WO3 NFs对100ppm二甲苯的具有最佳的响应性。这些传感器在甲醛、苯和甲苯等典型干扰气体存在时都具有选择性。利用这三个传感器构建的传感器阵列，通过基体处理，对乙醇、丙酮和二甲苯的气体混合物进行了精确的检测，在10ppm和20ppm的气体浓度下，精度均小于9%，在5ppm的气体浓度下，精度均小于38%。因此，结果表明电纺丝法原位制备异质结构材料的有效性，为气体传感器阵列集成在混合气体检测中提供了巨大的潜力。
图1 电纺工艺及NT、NF制备过程示意图。
图2 不同的NFs和NTs热处理后的SEM图像。(a)SnO2 NT； (b) SZO NTs； (c) SGO NTs和(d) SWO NFs。
图3 (a)、(c)、(e)和(g) SnO2、SZO、SGO NT和SWO NF的TEM图像。(b), (d)、(f)和(h) SnO2、SZO、SGO NT和SWO NF的HRTEM图像。
图4 （a）SMO传感器检测混合气体的示意图。(b) SZO、SGO、NTs和SWONFs传感器阵列对乙醇、丙酮和二甲苯的混合VOCs检测。
