DOI：10.1016/j.snb.2020.127658

将ZrO2掺杂到ZnO复合材料中，制备了新型丁醇传感材料。采用静电纺丝法和原位高温煅烧法制备了ZrO2/ZnO纳米复合材料。ZrO2的掺杂是提高ZnO传感器性能的有效途径。在245℃的最佳工作温度下，ZrO2/ZnO纳米复合材料对丁醇具有响应值高、响应恢复行为快、选择性高以及重复性好的特点。

图1.不同Zr含量的ZnO和ZrO2/ZnO纳米复合材料的XRD图谱：（a）ZnO，（b）7.4%，（c）9.1%，（d）10.7%和（e）13.8%ZrO2/ZnO。

图2.氧化锆和锌前驱体（a-f）及其煅烧产物（f-j）在800℃下的SEM图像：（a）和（f）ZnO，（b）和（g）7.4%ZrO2/ZnO，（c）和（h）9.1%ZrO2/ZnO，（d）和（i）10.7%ZrO2/ZnO，（e）和（j）13.8%ZrO2/ZnO。

图3.10.7%ZrO2/ZnO纳米复合材料的元素图谱。

图4.10.7%ZrO2/ZnO纳米复合材料的（a）Zn 2p（b）Zr 3d和（c）O 1s的XPS光谱。

图5.在不同工作温度下，ZrO2/ZnO纳米复合材料对100ppm丁醇的响应：（a）ZnO，（b）7.4%，（c）9.1%，（d）10.7%和（e）13.8%ZrO2/ZnO。

图6.（a）在245℃的最佳工作温度下，9.1%、10.7%和13.8%ZrO2/ZnO纳米复合材料对不同浓度丁醇的灵敏度曲线；（b）在245℃的最佳工作温度下，10.7%ZrO2/ZnO纳米复合材料对20-800ppm丁醇的动态曲线；（c）在245℃的最佳操作温度下，10.7%ZrO2/ZnO纳米复合材料对100ppm 挥发性有机化合物的选择性；（d）在245℃的最佳操作温度下，10.7%ZrO2/ZnO纳米复合材料对100ppm丁醇的循环稳定性。

图7.（a）10.7%ZrO2/ZnO纳米复合材料在245℃浓度范围为1-100ppm时的气体浓度依赖性响应曲线；（b）制备传感器5个月后测试10.7%ZrO2/ZnO纳米复合材料在245℃温度下对100ppm丁醇的响应-恢复周期。

图8.（a）在245℃时不同相对湿度（%RH）下10.7%ZrO2/ZnO纳米复合电阻的变化；（b）在245℃时不同相对湿度（%RH）下10.7%ZrO2/ZnO纳米复合响应对100ppm丁醇的变化。

图9.10.7%ZrO2/ZnO纳米复合传感器的机理图。

图10.有/无丁醇气体注入的10.7%ZrO2/ZnO纳米复合材料的IV特性。