DOI: 10.1016/j.ijhydene.2019.12.152

本文介绍了用静电纺丝和磁控溅射法制备的Pd包覆SnO2纳米纤维棒（NFRs）的结构。Pd首先作为催化剂沉积在获得的纳米纤维上，然后在生成SnO2的过程中完全分散，以提高氢气响应。气敏实验表明，Pd在低温（160℃）下增强了氢气响应。当氢气浓度为100ppm时，传感器的检测限（LOD）低至0.25ppm，响应时间短至4s，且Pd包覆SnO2具有良好的氢气选择性和重复性。该气体传感器适用于低温环境中氢气的检测。这项工作为快速响应、低LOD的低温氢气传感器提供了一种新方法。

图1.实验的工艺步骤。

图2.（a）气体传感器示意图。（b）气体传感器的电路图。

图3.（a-b）退火前的纳米纤维的SEM，（c-d）退火后的纯SnO2 纳米纤维膜的SEM，（e-f）退火后Pd包覆SnO2 纳米纤维膜的SEM，（g）Pd包覆SnO2 纳米纤维膜的XRD和（h）EDS 俯视图。

图4.结构形成示意图。

图5.（a）在不同温度下，纯样品与Pd包覆的样品之间的比较。（b）Pd包覆的样品在100ppm H2下的响应时间。（c）Pd包覆的样品对不同浓度H2的响应。（d）（c）中不同浓度下的响应以及（e）H2浓度的响应与平方根之间的相关性。

图6.（a）不同相对湿度下的氢气响应和（b）响应波动。

图7.（a）在最佳操作温度下，分别在100ppm H2、C2H2、CH4和CO下的SnO2纳米纤维膜和Pd包覆SnO2 纳米纤维膜的选择性响应。（b）在100ppm H2下重新测试Pd包覆SnO2 纳米纤维膜。

图8.Pd包覆SnO2 纳米纤维膜传感反应机理的示意图。

图9.（a）Pd、SnO2和肖特基势垒（ՓPd>ՓPdHx）之间接触面的电阻变化示意图。（b）在不同电压和H2浓度下的电流响应。