金属有机框架衍生微花状NiO-In2O3复合结构的制备及其对超低浓度甲醛气体检测性能的研究

摘要 甲醛是工业场所和室内常见的一种有机溶剂，严重危害人类健康，因此开发响应快、检出限低和寿命长的高灵敏度甲醛传感器具有重要价值。以铟基金属有机框架（Indium-based metal organic framework，In-MOF）作为前驱体制备了NiO-In2O3 复合结构，并以In2O3 和NiO-In2O3 作为敏感材料分别构建了甲醛气体传感器，系统研究了传感器对甲醛气体的敏感特性。结果表明， In2O3 材料呈现微花状结构， NiO-In2O3 复合结构则是在In2O3 表面附着NiO 纳米颗粒。传感器在相对湿度为33%和75%的环境中对甲醛均具有良好的检测性能，其中NiO-In2O3 复合结构传感器在相同测试条件下对甲醛的响应特性远优于In2O3 传感器，这与NiO 的催化作用以及NiO 与In2O3 之间形成的异质结构密切相关。NiO-In2O3 复合结构传感器在200 ℃工作温度下、相对湿度为33%和75%时，对10 μL/L 甲醛的响应值分别为21.3 和12.6，响应/恢复时间分别为4/6 s 和7/10 s， 检出限分别为1.2×10–7 μL/L 和4.1×10–5 μL/L。此传感器具有优异的选择性和长期稳定性，在低浓度甲醛气体高性能检测领域具有广阔的应用前景。

关键词 金属有机框架；氧化镍与氧化铟复合结构；气体传感器；甲醛检测