Page 108 - 《精细化工》2021年第4期
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·742· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 38 卷
比纯 CeO 2 和 CuO 灵敏度高。这种气敏性能的强化 CeO 2 复合物。当 Ce 和 Cu 物质的量比为 3∶1 时，
一方面得益于复合材料 CuO-CeO 2 比表面积的增大， 制备出具有介孔结构的 CuO-CeO 2 复合材料，其比表
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另一方面是由于 CuO 和 CeO 2 两者在界面上形成的 面积为 38 m /g，大于纯 CeO 2 的比表面积（19 m /g）。
p-n 异质结。 （2）Ce 和 Cu 物质的量比为 3∶1 制备出的
图 9 为具有 p-n 异质结的 CuO-CeO 2 复合材料对 CuO-CeO 2 复合材料在较低工作温度（250 ℃）下，
丙酮气体传感机制图。CuO 与 CeO 2 复合形成的 对体积分数 0.01%的丙酮气体的灵敏度可达 95，是
CuO-CeO 2 复合材料，空穴载流子从 p 型金属氧化物 纯 CeO 2 的近 43 倍。该复合材料具有较短的响应时
间（19 s）和良好的稳定性，可应用于丙酮的监测。
CuO 向 n 型金属氧化物 CeO 2 转移，而 CeO 2 中的电
（3）CuO-CeO 2 复合材料优良的气敏性能主要
子载流子往相反方向转移，在 CuO-CeO 2 复合材料
是由于 CuO 与 CeO 2 复合比表面积的增大，以及
的 p-n 异质结界面形成内部电场。载流子的扩散迁
移导致能带弯曲，最终达到费米能级平衡 [38] ，这一 CuO 与 CeO 2 复合形成 p-n 异质结界面氧吸附能力的
增强。
过程产生了图 9 中 CeO 2 表面的电子耗尽层和 CuO
表面的空穴累积层。在异质结界面上形成的电子耗 参考文献：
尽层膨胀，电阻增大 [39] 。复合材料暴露在空气中时， [1] WANG Z H, ZHANG K C, FEI T, et al. α-Fe 2O 3/NiO heterojunction
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还原性气体丙酮时，目标气体与材料表面吸附的氧 [2] JANG J S, KIM S J, CHOI S J, et al. Thin-walled SnO 2 nanotubes
functionalized with Pt and Au catalysts via the protein templating
发生反应，并将电子传输到 n 型 CeO 2 的导带，电子 route and their selective detection of acetone and hydrogen sulfide
也会进入 p 型 CuO 导带，导致电子空穴重组，提高 molecules[J]. Nanoscale, 2015, 7(39): 16417-16426.
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（1）通过水热法合成具有 p-n 异质结的 CuO- （下转第 845 页）
