热处理温度对溶剂热合成Co3O4纳米片气敏和吸附性能之影响

李晓婷 张乐喜＊,,3 尹静 赵立新 别利剑＊,,3

(1天津理工大学材料科学与工程学院，天津300384)

(2天津理工大学环境科学与安全工程学院，天津300384)

(3天津理工大学天津市光电显示材料与器件重点实验室，天津300384)

热处理温度对溶剂热合成Co3O4纳米片气敏和吸附性能之影响

李晓婷1张乐喜＊,1,3尹静2赵立新2别利剑＊,1,3

(1天津理工大学材料科学与工程学院，天津300384)

(2天津理工大学环境科学与安全工程学院，天津300384)

(3天津理工大学天津市光电显示材料与器件重点实验室，天津300384)

以Co(Ac)2·4H2O和六次甲基四胺(HMTA)为起始反应物，聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯(P123)为表面活性剂，在乙二醇(EG)和水混合溶剂中用溶剂热法得到中间产物，通过煅烧热处理制备了Co3O4纳米片。利用XRD、SEM和N2吸附-脱附等方法进行了样品表征，研究了不同热处理温度对产物形貌和结晶度的影响，以及所制备纳米片的气敏性能。根据气敏测试和吸附性能结果，分析了气敏机理和吸附动力学。结果表明：热处理温度是影响产物形貌的关键因素，350℃是最佳的热处理温度，此时得到的纳米片最薄也最均匀。由于产物形貌变化改变了材料的比表面积，进而影响到产物的气敏性能和吸附性能。总体而言，纳米片厚度越小，比表面积越大，材料的气敏灵敏度和吸附效率越高。

四氧化三钴；纳米片；溶剂热合成；气敏性能；吸附性能

二维纳米结构如纳米片、纳米带和薄膜等因具有大的比表面积且具有纳米结构的优异性能得到广泛研究[1-4]，过渡金属氧化物因其具有特殊的结构和应用也引起众多研究者关注[5-7]。四氧化三钴(Co3O4)是一种过渡金属氧化物，属于p型半导体。近年来纳米结构Co3O4在催化、气敏传感器、电容器、吸附和锂电池等展示了广阔应用前景[8-12]。目前合成Co3O4纳米结构的方法有多种，潘超利用静电纺丝技术合成Co3O4分级材料[13]；Younis等用电化学沉积的方法制备出了介孔Co3O4纳米片[14]，产物具有很好的电阻开关性能，电阻率稳定且能达到200次循环；Yuan等用水热法制备出了Co3O4纳米片，与还原性石墨烯氧化物复合表现出很好的电容器性能[15]；Wang等用水热法制备出了超薄六边形Co3O4纳米片，可用做锂电池材料[16]；Zhang等用两步合成法，通过水热反应后退火处理合成了多孔的纳米片，发现产物对丙酮在低温下有良好的气敏性能[17]。目前，Co3O4纳米片的合成已取得诸多进展，将Co3O4纳米片用于检测乙醇、丙酮等常见的挥发性有机物也有相关报道，然而基于半导体金属氧化物气敏器件分析用途广泛但有毒有害的四甲基乙二胺(TMEDA)蒸气尚未见报道。一般说来，二维纳米材料的厚度直接影响到其纳米尺寸依赖的性能。2015年，Zhang等发现SnO2纳米片花球对乙醇的灵敏度随着片厚度减小而增加[18]，但目前Co3O4纳米片尺寸和厚度依赖的气敏性能研究并未见报道。此外，作为一种多功能材料，研究者大多关注Co3O4纳米结构的磁性、催化、电池等性能，对其吸附性能研究较少[19]。可见，控制性合成Co3O4纳米片，考察其尺寸和厚度等参数对其性能的影响，特别是用于传感器及吸附领域等，深入认识其尺寸依赖的构-效关系，依然是值得深入探索的问题。

本文基于溶剂热结合热处理方法制备了Co3O4纳米片，利用TG、XRD、SEM和N2吸附-脱附等手段表征了稳定性、物相、形貌和比表面积等，研究了不同烧结温度对产物厚度、结晶度和比表面积的影响，测试了不同条件下产物气敏性能和吸附性能，进而分析了其气敏机理和吸附动力学模型。

1 实验部分

1.1 Co3O4合成

本实验所用试剂包括：Co(Ac)2·4H2O、六次甲基四胺(HMTA)、乙二醇(EG)、聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯(P123)、乙醇等，均为分析纯，未进一步处理。

将0.2 g P123和13 g乙醇溶解在1 mL去离子水中，搅拌后形成透明溶液，然后将0.125 g Co(Ac)2·4H2O和0.07 g HMTA溶解在上述溶液中，搅拌得到紫色溶液。在得到的紫色溶液中加入13 m L EG，搅拌后空气中放置2 d。最后将上述溶液转移到45 mL聚四氟乙烯内衬水热反应釜，在170℃下保持2 h进行反应，自然冷却到室温后将产物离心分离，用蒸馏水和乙醇交替洗涤，收集下层的黑色产物，80℃下干燥可得到前驱物。将前驱物置于马弗炉中在不同温度进行热处理0.5 h即可得到Co3O4棕色粉末。

1.2 样品表征

利用TGA Q50 V20.10型热重分析仪考察前驱物的最佳烧结温度，其测试的温度范围是室温至600℃，测试条件是空气气氛，升温速率为5℃· min-1，参比物为α-Al2O3；样品X射线衍射利用日本理学D/Max2500pc型衍射仪进行，X射线管的管电流和管电压分别为40 kV和100 mA，X射线波长λ=0.154 05 nm，扫描速度8°·min-1，2θ范围3°～80°；产物的形貌利用JEOL JSM-6700F场发射扫描电子显微镜(Field Emission Scanning Electron Microscope, FE SEM)观察，加速电压为10 kV；液体的吸光度利用北京普析公司的紫外可见分光光度计测试；通过Micromeritics公司的比表面-孔径分析仪(TristarⅡ)用氮气吸附法在353.15 K下进行脱气24 h测量比表面积和孔容。

1.3 性能测试

1.3.1 材料气敏性能测试

材料的气敏性能利用北京中科微纳物联网技术股份有限公司的多功能精密传感测试仪(NS4000)测试。

首先将Co3O4产物制备成气敏元件，详细过程见文献[20]。由测试给出的电阻值可计算气敏样品的灵敏度：

其中Rair为气敏元件在空气中的电阻值，Rgas为气敏元件在被检测气体中的电阻值。

气敏传感器的响应-恢复时间表示在一定温度下气敏元件对被测气体的响应-恢复速度。响应时间指当气敏元件在测试气氛中阻值达到稳态的90%时所用的时间；恢复时间指气敏元件脱离被测

气体后恢复初始阻值的90%所需要的时间。

1.3.2 材料的吸附测试

所制备Co3O4产物的吸附性能以刚果红染料吸附情况来评价：在50 m L浓度分别为50、100和200 mg·L-1的刚果红(CR)溶液中加入0.05 g Co3O4样品，在暗室中磁力搅拌，定时取出一定量的反应液，离心后取上层清液用紫外分光光度计在刚果红最大吸收波长(λmax=495 nm)处测试样品的吸光度A，可计算样品对刚果红的吸附效率η：

其中，A0和At分别为吸附前和吸附一段时间t时的吸光度。

吸附一段时间后的吸附量qt(mg·g-1)和吸附达到平衡时的平衡吸附量qe(mg·g-1)可如下计算：

其中C0是染料的初始浓度(mg·L-1)，Ct和Ce分别为吸附一段时间t和吸附平衡时染料的浓度(mg·L-1)，V是溶液的体积(L)，m是吸附剂的质量(g)。实验中染料的浓度变化是通过测试吸光度变化来确定的。

2 结果与讨论

2.1 热处理温度对产物的影响

2.1.1 前驱物的热处理

首先对前驱物进行了热重分析，以确定最佳烧结温度，见图1。在室温到600℃范围内，前驱物的质量损失分为2个阶段。在室温至100℃，失重4.9%，这一阶段的失重是由吸附水和结晶水的脱附引起的；在100～300℃，质量损失速率较快.失重11.4%，这一阶段是由前驱物分解生成Co3O4引起的。温度超过350℃，曲线趋于平稳，说明前驱物已经失重完全，因此，我们选择350、400和500℃烧结产物进行后续研究。

图1 前驱物的TG和DTG分析Fig.1 TG and DTG analysis of as-synthesized precursor

2.1.2 产物物相

图2为在不同温度热处理水热法制得Co3O4的X射线衍射图。可以看出，不同温度热处理得到的产物与Co3O4标准卡片JCPDSCard No.43-1003一致，没有观察到杂质峰。为了方便讨论，分别将热处理温度为350、400和500℃所得到的样品标记为Y1、Y2和Y3。一般来说，较高的热处理温度会使纳米材料发生部分熔并，导致晶粒长大，同时提高材料的结晶度。从XRD图中可见，随热处理温度升高，峰强度增强并锐化，表明材料的结晶度变好，且晶粒尺寸变大。由Scherrer公式计算可知所制备Co3O4的平均晶粒尺寸分别为9.30 nm(Y1)、12.76 nm(Y2)和13.13 nm(Y3)。

图2 不同烧结温度所得Co3O4纳米片的XRDFig.2 XRD patterns of Co3O4nanosheetswith different heat-treatment temperatures

2.1.3 产物形貌

所制备样品的SEM图如图3所示，产物均为片层结构。从图3(b,d,f)估算样品Y1纳米片大小约2 μm，厚度约9.52 nm，样品Y2和Y3纳米片厚度分别约为18.14和19.43 nm。不同热处理温度所得产物形貌相似，但尺寸变化比较明显：随着热处理温度升高，纳米片厚度增加，这与XRD计算得到的粒径尺寸相吻合。纳米材料的性能与其特征尺寸密切相关，如零维和一维纳米材料的直径，二维纳米结构的厚度。由SEM图可知，Y1纳米片分散均匀且厚度最小，应该比Y2和Y3显示更好的气敏和吸附性能。因此，350℃是较好的热处理温度，既能保证前驱物完全转化为Co3O4，又能控制控制Co3O4片层厚度及形貌，而400和500℃可能导致片状结构一定程度破损。

图3 不同热处理温度得到的Co3O4纳米片的SEM图Fig.3 SEM images of Co3O4nanosheets at differentheat-treatment temperatures

2.1.4 产物比表面积

材料的气敏和吸附性能与其比表面积有直接关联：一般比表面积越大，材料的气敏和吸附性能越好，因为材料提供了更多场所和活性位点用于分子吸附和反应。表1列出了3种样品的比表面和孔容的相关测量结果。可见，不同热处理温度所得样品的比表面积和孔容有明显差别：Y1的比表面积和孔容最大，Y2居中而Y3最低。较高的热处理温度使纳米片发生部分熔并和晶粒长大(与XRD结果一致)，导致较小的比表面积；同时，纳米片均匀性和分散性降低，片层之间的堆积孔发生一定程度的坍塌，降低了材料的孔容。

表1 样品的N2等温吸附-脱附测试结果Table 1 BET results from N2adsorption-desorption

2.2 气敏性能

2.2.1 工作温度和选择性

图4(a)给出样品Y1对于10-4(V/V)的10种不同气体在不同工作温度下灵敏度变化情况，在240℃时灵敏度达到最大值，因而后续气敏实验选择240℃为最佳工作温度。

图4(b)是传感材料在240℃工作温度下对于10-4(V/V)不同气体的灵敏度变化。样品对氨水、丙酮、乙醇、甲苯、甲胺、二甲胺和三甲胺等气体的灵敏度低于5，对四氯化碳、苯和甲醛的灵敏度约为2，但对四甲基乙二胺(TMEDA)灵敏度达到12，表现了良好的选择性。TMEDA广泛的用作生化试剂、环氧树脂交联剂，也是制备季铵化合物的中间体。本质上，TMEDA蒸气极易燃易爆，其引燃温度为349℃，在空气中的爆炸极限为0.98%～9.08%。Co3O4纳米片检测TMEDA的最佳工作温度是240℃，远低于其引燃温度，可以安全工作。此外，TMEDA蒸气具有强刺激性和毒性，会引起引起严重皮肤灼伤和眼睛损伤，吸入或者长期接触可导致器官损害甚至致死。目前检测主要利用气相色谱法监测TMEDA，设备昂贵复杂，且连续检测困难。比较而言，气体传感器检测TMEDA蒸汽具有响应迅速、微型化和智能化等优势，当前基于金属氧化物气敏器件分析TMEDA蒸汽尚未见报道。

2.2.2 不同热处理温度对气敏性能的影响

图5比较了不同热处理温度下所得样品对

10-4(V/V)TMEDA的灵敏度。从图5(a)可见样品最佳工作温度为240℃。在最佳工作温度下，Y1、Y2和Y3的灵敏度分别为12、10和3.6，样品Y1灵敏度最高。

图4 Y1样品对10-4(V/V)不同气体气敏性能Fig.4 Gas-sensing response of sample Y1 to 10-4(V/V)different gases

图5 不同热处理温度所得样品的气敏性能Fig.5 Gas-sensing performance of samples obtained at different heat-treatment temperatures

图6样品Y1、Y2和Y3对10-4(V/V)TMEDA的动态响应Fig.6 Dynamic response of sample Y1,Y2 and Y3 to10-4(V/V)TMEDA

图5 (b)是样品对10-6～10-4(V/V)TMEDA的灵敏度变化情况，同样是Y1灵敏度的最高，Y2居中而Y3最低。尤其是对10-6(V/V)和5×10-6(V/V)低浓度TMEDA，样品Y1灵敏度仍达到2.2和4.6，说明其对于低浓度TMEDA具有较高的灵敏度。不同热处理温度下样品灵敏度的差异可能源于其比表面积和纳米片厚度的不同。

由于纳米片结构比表面积大，分散性好，与气体发生物理和化学反应的表面、界面和活性位点都会有效增加，气体传输和电子传导变得更容易，导致表面电阻快速响应而发生变化。图6给出了不同热处理温度所得Co3O4纳米片样品对10-4(V/V)TMEDA的动态响应情况：样品Y1响应时间为13 s，恢复时间为29 s，都在30 s以内，满足实用化气体传感器的要求；样品Y2响应时间为21 s，恢复时间为38 s；样品Y3响应时间为17 s，恢复时间为147 s。Y1的响应和恢复时间最短，这进一步印证了前述结论，即较高的灵敏度和较短的响应-恢复时间主要归因于较薄的

纳米片具有较大的比表面积。相比于Y1和Y2，Y3的比表面积最小，TMEDA及其反应物分子在其表面更容易达到饱和，所以脱附最慢，恢复时间最长；此外，由于烧结温度最高，部分破坏了Y3的片状形貌，因此TMEDA及其反应物分子从纳米片堆积的不规则孔道中脱附更加困难，相应的恢复时间延长。

2.3 吸附性能

对低浓度刚果红染料吸附研究方法[21-22]，将0.05 g样品Y1和Y2作为吸附剂，隔一段时间定时取样研究了所制备样品对刚果红染料的吸附。吸附效率与吸附时间的关系如图7(a)所示，在吸附时间仅5 min时，Co3O4纳米片对50、100和200 mg·L-1的刚果红溶液表现了良好的吸附性能，样品Y1吸附效率分别为67%、85%和60%，样品Y2分别为67.7%、71.4%和41.4%。从图7(b)中可见，吸附时间为80 min时，对50、100和200 mg·L-1的刚果红，样品Y1脱色率分别为100%、100%和94.8%，样品Y2分别为93%、86%和70%。对相同刚果红浓度，样品Y1要比样品Y2吸附效果更好，吸附效率更高，几乎可以完全脱色，明显优于钙基膨润土吸附效果[23]。

图7 样品Y1和Y2对刚果红(CR)染料吸附情况Fig.7 Results of CR absorption efficiency of samp les Y1 and Y2

图8 Co3O4纳米片对50、100和200mg·L-1刚果红吸附量随时间变化图Fig.8 Adsorption capacity with time variation graph of Co3O4nanosheet to 50,100 and 200mg·L-1CR

2.4 机理分析

2.4.1 气敏机理分析

Co3O4的气敏机理可以用表面电阻控制型理论解释：当材料接触到空气中的O2时，O2自发吸附到Co3O4表面。由于O2的电负性较大，表面吸附的O2分子从Co3O4导带抽取电子形成氧物种如：O2-、O-、O2-，在Co3O4表面形成空穴累积层，使得空穴载流子增多，电阻下降；当与还原性气体(如四甲基乙二胺)接触时，氧物种与气体发生氧化还原反应，电子反馈回Co3O4导带，导致空穴累积层厚度变窄，空穴载流子减少，从而电阻增大，表现气敏性。不同热处理温度下制备的Co3O4纳米片气敏性能测试表明，Y1对同种气体的灵敏度比Y2和Y3更高，这可能归因于Y1纳米片厚度最薄，比表面积最大，更有利于气体分子吸附。

2.4.2 吸附模型分析

图8为样品Y1和Y2对不同浓度刚果红的吸附动力学曲线，可以看出：Co3O4纳米片对刚果红表现了良好的吸附效果，对50和100mg·L-1刚果红在5 min内就达到较大的吸附量，吸附速度快，且80min时基本达到饱和。对于不同浓度的刚果红而言，Y1和Y2对200 mg·L-1刚果红吸附量最多，吸附效率最高。对相同浓度的刚果红吸附，Y1的效果要优于Y2，这与Y1和Y2的内在形貌和比表面分

析结果一致。

将吸附数据进行拟合可以推断其吸附动力学模型。常见的动力学模型主要有准一级动力学、准二级动力学、粒子内扩散以及液膜扩散等。

准一级动力学模型数学表达式为[24]：

准二级动力学模型数学表达式为[25]：

粒子内扩散模型数学表达式为[26]：

液膜扩散模型数学表达式为[27-29]：

其中，qe和qt分别是吸附平衡和吸附t时的吸附量，k1(min-1)是准一级吸附速率常数，k2(g·mg-1·min-1)是准二级吸附速率常数，kd(mg·g-1·min-1/2)是粒子内扩散速率常数，I为粒子附面液膜层厚度，kf(min-1)表示液膜扩散速率常数，A表示液膜扩散常数。

依据不同模型进行拟合，数据列于表2。从表2中可以看到：对50 mg·L-1刚果红，根据公式(6)计算到的准一级动力学模型中，Y1对应的拟合度R2为0.850，Y2对应的拟合度R2为0.838；根据公式(7)计算到的准二级动力学模型中，Y1对应的R2为0.995，Y2对应的R2为0.998；根据公式(8)计算到的内扩散模型中，Y1对应的R2为0.958，Y2对应的R2为0.894；根据公式(9)计算到的液膜扩散模型中，Y1对应的R2为0.910，Y2对应的R2为0.942。综合表2可知，准二级动力学模型拟合度R2接近于1，qe计算值与实验值接近，说明Y1和Y2对刚果红的吸附符合准二级动力学模型。

图9为以准二级动力学模型拟合曲线，拟合线性良好，表明吸附速率受化学吸附机理控制。

图9 Co3O4纳米片对50、100和200mg·L-1刚果红吸附准二级吸附动力学拟合结果Fig.9 Simulation results of Co3O4to 50,100 and200mg·L-1CR according to pseudo second-order adsorption kineticmodel

表2 Co3O4纳米片对不同浓度刚果红吸附之动力学模型拟合结果Table 2 Sim ulation results of Co3O4nanosheets to CR using different adsorp tion kineticmodel

3 结论

采用溶剂热结合后续热处理合成了Co3O4纳米片，研究了不同热处理温度对纳米片形貌和结晶度的影响以及不同热处理温度所得样品的气敏性能和吸附性能，350℃热处理所得样品形貌完整，片层厚度最薄，表现了良好的气敏性能，在240℃工作温度下该样品对10-4(V/V)四甲基乙二胺的灵敏度达12，响应和恢复时间分别只有13和29 s；其吸附性能也最好，吸附时间为80min时，对50和100mg·L-1的刚果红染料吸附效率可达100%。上述结果表明这种方法所制得的纳米片是良好的气敏材料和染料吸附材料，在气敏及吸附领域具有潜在的应用前景。

参考文献：

[1]Huang X H,Xia X H,Yuan Y F,et al.Electrochim.Acta, 2011,56(14):4960-4965

[2]Zhu J,Yin Z,Yang D,et al.Energy Environ.Sci.,2013,6 (3):987-993

[3]Huang H,Liu Y,Wang J,et al.Nanoscale,2013,5(5):1785-1788

[4]Ma Y,Wang R,Wang H,et al.J.Power Sources,2015,280: 526-532

[5]Liu X J,Liu K,Zhou W J,et al.Sci.Adv.Mater.,2015,7 (11):2336-2342

[6]Yunusi T,Yang C,Cai W,et al.Ceram.Int.,2013,39(3): 3435-3439

[7]Yu L,Chen Y J,Li Q H,et al.J.Nanopart.Res.,2013,15 (8):1-12

[8]PAN Lu(潘路),ZHANG Zu-De(张祖德).Chinese J.Inorg. Chem.(无机化学学报),2010,4:573-580

[9]Rahman M M,Jamal A,Khan SB,et al.J.Phys.Chem.C, 2011,115(19):9503-9510

[10]HUANG Qing-Li(黄庆利),CHEN Hu(陈虎),ZHANG Yong-Cai(张永才).Chinese J.Inorg.Chem.(无机化学学报),2010,26(8):1394-1398

[11]Chen J,Selloni A.J.Phys.Chem.Lett.,2012,3(19):2808-2814

[12]Yoon TH,Park Y J.Nanoscale Res.Lett.,2012,7(1):1-4

[13]PAN Chao(潘超).Acta Chim.Sinica(化学学报).2011, 69(08):870-874

[14]Younis A,Chu D,Lin X,etal.Nanoscale Res.Lett.,2013,8 (1):36

[15]Yuan C,Zhang L,Hou L,et al.RSC Adv.,2014,4(28): 14408-14413

[16]Wang B,Lu X Y,Tang Y,et al.ChemElectroChem,2016,3: 55-65

[17]Zhang Z,Wen Z,Ye Z,etal.RSC Adv.,2015,5(74):59976-59982

[18]Zhang W,Zeng W,Miao B,et al.Appl.Surf.Sci.,2015, 355:631-637

[19]Singh SA,Vemparala B,Madras G.J.Environ.Chem.Eng., 2015,3:2684-2696

[20]Meng F,Yin J,Bie L J,et al.Sens.Actuators B,2011,156 (2):703-708

[21]WANG Jing(胡静),ZHANG Jie(张杰),WANG Cui-Ping (王翠萍),et al.New Chem.Mater.(化工新型材料),2015,1: 055

[22]Afkhami A,Moosavi R.J.Hazard.Mater.,2010,174(1):398-403

[23]Lian L,Guo L,Guo C.J.Hazard.Mater.,2009,161(1):126-131

[24]Langergren S,Svenska B K.Kungliga Svenska Vetenskademiens Handlingar,1898,24(4):1-39

[25]Ho Y S,Mckay G.Process Biochem.,1999,34(5):451-465

[26]Weber W J,Morris JC.J.Sanit.Eng.Div.Am.Soc.Civ. Eng.,1963,89(2):31-60

[27]Boyd G E,Adamson A W,Myers A W.J.Am.Chem.Soc., 1947,69(11):2836-2848

[28]Ahme M J,Theydan SK.Biochem.Eng.J.,2013,214:310-318

[29]Cai F S,Yuan Z H,Duan Y Q,et al.Thin Solid Films, 2011,519(16):5645-5648

Effect of Calcination Temperature on Gas-Sensing and Adsorption Performance of Co3O4Nanosheets from Solvothermal Synthesis

LIXiao-Ting1ZHANG Le-Xi＊,1,3YIN Jing2ZHAO Li-Xin2BIE Li-Jian＊,1,3
(1School of Materials Science and Engineering,Tianjin University of Technology,Tianjin 300384,China)
(2School of Environmental Science and Safety Engineering,Tianjin University of Technology,Tianjin 300384,China) (3Tianjin Key Lab for Photoelectric Materials and Devices,Tianjin University of Technology,Tianjin 300384,China)

Co3O4nanosheetswith different thicknesswere synthesized by calcinating the precursors obtained from solvothermal synthesis using Co(Ac)2·4H2O and HMTA as reactants,P123 as surfactant,EG and H2O mixture as solvent.The samples were characterized by XRD,SEM and N2adsorption-desorption measurement.Influence of calcination temperature on themorphology and crystallinitywasstudied;gas-sensing performanceof the sampleswas alsomeasured.The gas-sensingmechanism and the adsorption kinetic were analyzed according to the resultsof gas sensor testsand theadsorption experiments.Resultsshow that the calcination temperature isa key factor influencing the samplemorphology.The bestuniform thin nanosheetswere obtained at350℃,which is selected as the optimum heat treatment temperature.Different heat treatment temperatures result in the change of specific surface area, hereafter the gas sensing and adsorption performance.In general,the smaller the nanosheets thickness,the bigger the specific surface area,the higher the gassensing response and the adsorption efficiency.

cobaltosic oxide;nanosheets;solvothermal synthesis;gas sensing;adsorption

O614.81+2;O611.62

A

1001-4861(2016)10-1739-08

10.11862/CJIC.2016.243

2016-02-18。收修改稿日期：2016-08-11。

国家自然科学基金(No.21271139，21401139)和天津市应用基础及前沿技术研究计划(No.15JCQNJC02900)资助。

＊通信联系人。E-mail：ljbie@pku.org.cn;lxzhang@tjut.edu.cn；会员登记号：S06N9553M1406。