孔隙结构可调的cu2o球状纳米结构及其no2气体传感性质

报道在聚乙烯吡咯烷酮(pvp)的协助作用下,通过简单调节oh-离子的浓度及cu2+的释放速度,将cu2o调节为具有不同空腔特征(介孔、空心及实心)结构的纳米球.研究表明,oh-根离子的扩散动力学是决定产物结构的关键因素.当[oh-]>0.05mol·l-1时,高的化学势使其迅速扩散到pvp胶团内部,与吸附在pvp链上的cu2+反应形成cu(oh)2,在抗坏血酸(vc)的还原作用下经过重结晶得到cu2o实心球纳米结构;当[oh-]<0.025mol·l-1时,其扩散速度下降,首先与吸附在pvp胶团外部的cu2+反应形成cu(oh)2,cu(oh)2的形成阻碍了oh-离子的向内扩散,形成具有较大空腔(~220nm)的空心球;当0.025mol·l-1<[oh-]<0.05mol·l-1时,形成较小空腔(30-60nm)的空心球.以nh3水为oh-缓释源时,虽然oh-浓度较低,但同时cu2+的浓度也低,胶团外部形成的cu(oh)2不足以阻碍oh-离子的向内扩散,反应过程中nh3的释放及较低的oh-浓度阻碍了重结晶的发生,从而形成cu2o介孔纳米球.对三种典型结构特征的产物进行了no2气体传感性质研究,结果表明,cu2o介孔纳米球相比空心结构和实心结构具有更为优异的响应性.结合比表面积数据,我们认为介孔纳米球疏散的结构有利于no2气体的扩散和o2的吸附,从而表现出了更灵敏的气体传感性.