ZnFe2O4納米球的制備及其對(duì)丙酮的氣敏性能研究*

黃苓莉，趙邦渝，李曉丹，張桂枝，郭威威

(重慶工商大學(xué) 環(huán)境與資源學(xué)院，催化與環(huán)境新材料重慶市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，重慶 400067)

0 引 言

丙酮在醫(yī)藥、塑料、橡膠等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用，是工業(yè)和實(shí)驗(yàn)室常用的試劑。但是，丙酮?dú)怏w是一種對(duì)人體有害的物質(zhì)，對(duì)人體具有肝毒性，對(duì)于黏膜有一定的刺激性，吸入其蒸氣后可引起頭痛、乏力、頭暈、惡心、易激動(dòng)、支氣管炎等癥狀，若大量吸入，還可能麻醉中樞神經(jīng)系統(tǒng)，甚至失去知覺(jué)[1-2]；同時(shí)，丙酮在醫(yī)學(xué)上有重要作用，是血液、尿液、呼吸中的重要檢測(cè)項(xiàng)目，如部分癌癥患者尿樣的丙酮水平會(huì)異常升高、監(jiān)測(cè)人體呼吸中的丙酮?dú)怏w濃度可以診斷是否患糖尿病[3]，可見(jiàn)對(duì)丙酮濃度的檢測(cè)十分重要。開(kāi)發(fā)一種高靈敏度、出色選擇性、良好穩(wěn)定性和重復(fù)性的丙酮?dú)怏w傳感器具有重要的應(yīng)用價(jià)值。

與各種傳統(tǒng)分析技術(shù)相比，金屬氧化物氣體傳感器被公認(rèn)為是用于檢測(cè)有毒、有害、易燃、易爆氣體的簡(jiǎn)便且廉價(jià)的工具。氣體傳感器是由半導(dǎo)體氣敏材料和信號(hào)傳感器耦合構(gòu)成的元件，因此氣敏材料的選擇和開(kāi)發(fā)在設(shè)計(jì)高性能氣體傳感器中起著重要的作用。目前，基于各種金屬氧化物半導(dǎo)體的氣體傳感器，如ZnO，In2O3，SnO2，NiO，WO3等，由于其體積小、能耗低、成本低、檢測(cè)方法簡(jiǎn)單而被廣泛研究和應(yīng)用[4-5]。Yang等[6]制備了ZnO納米棒，該ZnO在219 ℃下對(duì)100×10-6丙酮的靈敏度為12.9；Kou等[7]制備了SnO2納米纖維，該SnO2在200 ℃下對(duì)100 ×10-6丙酮的靈敏度為10.0，但選擇性較低；Zhu等[8]制備了仙人掌狀WO3-SnO2納米復(fù)合材料，該WO3-SnO2在360 ℃下對(duì)600 ×10-6丙酮的最高靈敏度為26。但是二元金屬氧化物普遍存在靈敏度低、選擇性和穩(wěn)定性差等問(wèn)題，因此開(kāi)發(fā)出一種氣敏性能優(yōu)良的三元金屬氧化物氣敏材料受到研究者的廣泛關(guān)注[9-10]。

尖晶石型鐵氧體[11](AFe2O4，A = Zn，Ni，Cd，Co)因其環(huán)境友好性、制備成本低和高穩(wěn)定性，被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域[12-13]。ZnFe2O4是一種典型的具有尖晶石結(jié)構(gòu)的n型三元金屬氧化物半導(dǎo)體，因其出色的選擇性、穩(wěn)定性和高靈敏度，成為了備受關(guān)注的氣敏材料[14-15]。Wang等[16]通過(guò)硬模板法合成了介孔結(jié)構(gòu)的ZnFe2O4，該ZnFe2O4在最佳工作溫度225℃下對(duì)100 ×10-6丙酮的靈敏度為11.6；Li等[11]以ZnFe2(C2O4)3前驅(qū)體為模板，通過(guò)簡(jiǎn)單的低溫水熱法合成了多孔ZnFe2O4納米棒，該ZnFe2O4納米棒在260 ℃下對(duì)100×10-6丙酮的靈敏度為52.8，并且具有良好的穩(wěn)定性; Zhang等[17]在水熱條件下成功合成了直徑約10 nm的ZnFe2O4納米顆粒，該ZnFe2O4納米顆粒對(duì)200×10-6丙酮在200 ℃時(shí)靈敏度為39.5；Qu等[18]通過(guò)水熱法并結(jié)合熱處理，制備出了雙殼、卵黃殼和微球的ZnFe2O4，這三種形貌的ZnFe2O4在206 ℃時(shí)對(duì)20×10-6丙酮的最高靈敏度分別為13.6、7.8和2.6，且有出色的選擇性。可見(jiàn)ZnFe2O4是一種新穎的氣敏性能優(yōu)良的氣敏材料，它的形貌結(jié)構(gòu)對(duì)氣敏性能具有重要影響，因此開(kāi)發(fā)一種具有獨(dú)特形貌結(jié)構(gòu)的ZnFe2O4具有重要意義。

本文采用簡(jiǎn)單的一步水熱法制備了ZnFe2O4納米球。通過(guò)XRD、XPS、SEM、TEM、N2吸附-解析儀對(duì)ZnFe2O4樣品的形貌結(jié)構(gòu)、化學(xué)組成和比表面積等進(jìn)行了分析，對(duì)ZnFe2O4樣品制備的氣體傳感器進(jìn)行了氣敏測(cè)試，并探討了 ZnFe2O4納米球的氣敏機(jī)理。

1 實(shí) 驗(yàn)

1.1 氣敏材料制備

通過(guò)簡(jiǎn)單的一步水熱法制備ZnFe2O4納米球：稱(chēng)取0.878 g二水乙酸鋅和1. 298 g氯化鐵溶解在30 mL乙醇和8 mL乙二醇的混合溶液中，磁力攪拌10 min后，將獲得的均勻溶液轉(zhuǎn)移至50 mL聚四氟乙烯內(nèi)膽的高壓反應(yīng)釜中在180℃下水熱反應(yīng)12 h。反應(yīng)完畢后，反應(yīng)釜自然冷卻至室溫。取出反應(yīng)釜中的產(chǎn)物，將產(chǎn)物用乙醇離心洗滌3次并在80℃下的空氣中干燥10 h，從而獲得ZnFe2O4樣品。

1.2 氣敏材料表征

采用X射線(xiàn)衍射儀(XRD，D/M=1200型，CuKα靶(λ=0.154178 nm)，日本)分析樣品的結(jié)晶相；SEM(JEOL model JSM-6490，日本)和TEM(JEM-2010，日本)表征樣品的形貌結(jié)構(gòu)；N2吸附-解析儀(ASAP 2020，美國(guó))測(cè)定樣品比表面積(BET)和孔結(jié)構(gòu)；XPS(Thermo ESCALAB 250，美國(guó))分析樣品的化學(xué)組成。

1.3 氣體傳感器的制備與測(cè)試

采用刷涂法制備ZnFe2O4基氣體傳感器。首先，將一定量的ZnFe2O4樣品添加到去離子水中以形成均勻漿液，并將漿液均勻的涂在氧化鋁基片上的Ag-Pd叉形電極表面上，然后將制備的氣敏元件放在300 ℃的老化臺(tái)上老化24 h，老化結(jié)束后測(cè)試該材料的氣敏性能，采用CGS-1TP智能氣敏分析系統(tǒng)(中國(guó)北京艾利特公司)測(cè)試ZnFe2O4基氣體傳感器的性能，首先將氣敏元件放在控溫平臺(tái)中央，并調(diào)整探針位置，設(shè)定工作溫度[19]。當(dāng)氣敏元件電阻穩(wěn)定時(shí)，采集氣敏元件在空氣中的電阻Ra，隨后注入目標(biāo)氣體到測(cè)試室，當(dāng)氣敏元件電阻穩(wěn)定時(shí)，獲得氣敏元件在目標(biāo)氣體中的電阻Rg，從而獲得樣品的靈敏度S=Ra/Rg[20]。

2 結(jié)果與討論

2.1 微觀結(jié)構(gòu)與形貌

ZnFe2O4樣品的XRD衍射圖譜如圖1所示。制備的ZnFe2O4樣品在圖中2θ=29.82°，35.68°，43.36°，53.64°，57.32°，62.88°，74.18°處的衍射峰與ZnFe2O4標(biāo)準(zhǔn)衍射圖譜(JCPDS No.22-1012)[21]的(220)，(311)，(400)，(422)，(511)，(440)，(533)晶面相對(duì)應(yīng)，且沒(méi)有觀察到其他多余的峰，表明所制備的樣品為高純度的尖晶石ZnFe2O4。

圖1 ZnFe2O4樣品的XRD圖譜Fig 1 XRD pattern of ZnFe2O4 sample

圖2對(duì)樣品進(jìn)行了XPS測(cè)量，進(jìn)一步分析樣品化學(xué)成分和元素的化學(xué)狀態(tài)。圖2(a)為ZnFe2O4樣品的全譜圖，光譜中觀察到Zn 2p、Fe 2p、O 1s和C 1s的特征峰，確認(rèn)了Zn、Fe、O、C元素的存在，其中Zn、Fe、O元素是ZnFe2O4樣品的組成元素，而C 1s的峰值(284.80 eV)是由XPS儀器引入的活性炭引起[10]；圖2(b)是樣品Zn 2p的XPS譜圖，兩個(gè)位于1021.25 eV和1044.55 eV處的結(jié)合能峰，分別對(duì)應(yīng)Zn 2p3/2和Zn 2p1/2軌道，表明樣品Zn的化學(xué)價(jià)態(tài)為+2價(jià)[22-23]；圖2(c)是樣品Fe 2p的XPS譜圖，兩個(gè)位于709.75 和723.35 eV處的結(jié)合能峰，分別對(duì)應(yīng)Fe 2p3/2和Fe 2p1/2軌道，表明樣品Fe的化學(xué)價(jià)態(tài)為+3價(jià)[21,24]；圖2(d)是樣品中O 1s的XPS譜圖，位于529.29 和531.46 eV處的兩個(gè)結(jié)合能峰，分別對(duì)應(yīng)于晶格氧和表面吸附氧[25-26]。XPS光譜的結(jié)果表明，通過(guò)簡(jiǎn)單的一步水熱法成功的制備了ZnFe2O4樣品，與XRD分析結(jié)果一致。

圖2 ZnFe2O4樣品的XPS圖譜Fig 2 XPS spectra of the ZnFe2O4 sample

圖3(a)為ZnFe2O4樣品的SEM圖，從圖3(a)可以清楚地看到ZnFe2O4樣品呈球狀結(jié)構(gòu)，其平均尺寸為450 nm左右，ZnFe2O4微球松散地堆疊在一起且高度分散，這樣能產(chǎn)出許多便捷的路徑，有利于目標(biāo)氣體的吸附脫附；圖3(b,c)分別為單個(gè)ZnFe2O4納米球和其局部的SEM圖，可以看出單個(gè)的ZnFe2O4納米球表面是由眾多的微納米粒子覆蓋所構(gòu)成，形成的納米球表面具有粗糙、疏松、多孔的表面特征。圖3(d,e)分別為ZnFe2O4樣品和其局部的TEM圖，可以看出ZnFe2O4是規(guī)則的納米球并且邊緣出現(xiàn)透明，表明在納米球的邊緣有多孔結(jié)構(gòu)。

圖3 制備樣品的SEM圖：(a)ZnFe2O4樣品的SEM圖，(b)單個(gè)ZnFe2O4納米球的SEM圖，(c)ZnFe2O4納米球的局部SEM圖；制備樣品的TEM圖 ：(d) ZnFe2O4樣品的TEM圖，(e)ZnFe2O4樣品的局部TEM圖Fig 3 SEM images: (a) SEM image of ZnFe2O4 sample, (b) SEM image of single ZnFe2O4 nanosphere, (c) partial SEM image of ZnFe2O4 nanosphere; TEM images: (d) TEM image of ZnFe2O4 sample, (e) partial TEM image of ZnFe2O4 sample

2.2 比表面積分析

氣敏材料的比表面積和孔徑是影響氣敏性能的兩個(gè)重要因素[27]。圖4(a)為ZnFe2O4樣品的N2吸附-脫附等溫曲線(xiàn)，可以看出，樣品是一種典型的具有H3型滯后回線(xiàn)的第Ⅳ類(lèi)等溫曲線(xiàn)，表明樣品中有納米粒子聚集堆疊形成的介孔存在[28]；圖4(b)為ZnFe2O4樣品的孔徑分布曲線(xiàn)，可以看出樣品孔徑分布范圍較寬，但它的主要孔徑分布集中在5～30 nm，這與 SEM結(jié)果一致。采用BET法計(jì)算得到ZnFe2O4納米球的比表面積為24.99 m2/g。樣品較高的比表面積和合適的孔徑，有利于ZnFe2O4樣品獲得優(yōu)異的氣敏性能。

圖4 (a)ZnFe2O4樣品的N2吸附-解吸等溫線(xiàn)，(b) ZnFe2O4樣品的孔徑分布曲線(xiàn)Fig 4 (a) Nitrogen adsorption and desorption isotherm of ZnFe2O4 sample, (b)pore size distribution curve of ZnFe2O4 sample

2.3 氣敏性能

2.3.1 溫度特性和選擇性

我們對(duì)ZnFe2O4基氣體傳感器的選擇性進(jìn)行了研究，在最佳工作溫度150 ℃下對(duì)30 ×10-66種不同的氣體(甲烷、甲醛、丙酮、氨、甲苯、硫化氫)進(jìn)行了檢測(cè)。如圖5(b)所示，ZnFe2O4基氣體傳感器對(duì)丙酮具有最高的靈敏度(65.74)，其次是甲醛(9.87)，而對(duì)甲烷(1.70)、氨(2.10)、甲苯(1.39)、硫化氫(1.45)的靈敏度都很低。ZnFe2O4樣品除對(duì)丙酮外，對(duì)其他同濃度的氣體靈敏度均不超過(guò)10，表明ZnFe2O4樣品制備的氣體傳感器對(duì)丙酮具有良好的選擇性。

圖5 (a)ZnFe2O4基氣體傳感器在不同溫度(100～300 ℃)下對(duì)30 ×10-6丙酮?dú)怏w的靈敏度；(b)在最佳工作溫度150 ℃下ZnFe2O4基氣體傳感器對(duì)30×10-6不同氣體的靈敏度Fig 5 (a) The response of ZnFe2O4 based gas sensor was measured at operating temperatures ranging from 100 ℃ to 300 ℃ to 30×10-6 acetone; (b) The response of ZnFe2O4 based gas sensor to 30 ×10-6 various gases at optimal working temperature

2.3.2 濃度和響應(yīng)恢復(fù)特性

圖6(a)為ZnFe2O4基氣體傳感器在150℃下對(duì)不同濃度丙酮?dú)怏w的動(dòng)態(tài)響應(yīng)恢復(fù)曲線(xiàn)，從圖6(a)可以看出，ZnFe2O4基氣體傳感器在1～45×10-6丙酮濃度時(shí)，響應(yīng)和恢復(fù)的特性幾乎可重現(xiàn)，除了1×10-6丙酮濃度，其他不同丙酮濃度的響應(yīng)恢復(fù)時(shí)間基本穩(wěn)定在(150 s,60 s)，并且有良好的靈敏度。圖6(b)為ZnFe2O4基氣體傳感器在150℃下對(duì)不同濃度丙酮?dú)怏w的靈敏度與丙酮濃度的關(guān)系曲線(xiàn)，從圖6(b)可以看出，隨著丙酮濃度升高靈敏度增加，但增加幅度稍微放緩。這是因?yàn)樵诘蜐舛入A段((1～10)×10-6)，越來(lái)越多的丙酮?dú)怏w隨著濃度的升高而參與表面反應(yīng)，因此靈敏度隨著濃度變化而急劇變化；但由于靈敏度受到氣敏材料比表面積的限制，在高濃度下，材料的表面幾乎被完全覆蓋，接近飽和狀態(tài)[30]，因此當(dāng)濃度持續(xù)升高時(shí)，發(fā)生的有效表面反應(yīng)減少，靈敏度變化沒(méi)有以前明顯，故丙酮的濃度為(30～45)×10-6時(shí)，與低濃度下的靈敏度變化幅度相比，斜率(靈敏度/濃度)變化更小。此外，在丙酮濃度為1×10-6、5×10-6、10×10-6時(shí)，靈敏度分別達(dá)到了6.02、10.01、27.16，這證實(shí)了ZnFe2O4氣敏材料對(duì)較低濃度丙酮?dú)怏w有良好的探測(cè)性能。

圖6(c)為ZnFe2O4基氣體傳感器對(duì)(1～45)×10-6丙酮靈敏度的線(xiàn)性擬合，函數(shù)關(guān)系為：y=1.89607x+5.2739；R2=0.99052?？梢钥闯觯瑯悠吩?1～45)×10-6的丙酮濃度時(shí)，相關(guān)系數(shù)接近于1，表明良好的線(xiàn)性關(guān)系；根據(jù)該擬合曲線(xiàn)可以計(jì)算出ZnFe2O4基氣體傳感器對(duì)丙酮?dú)怏w的理論探測(cè)極限為62 ×10-9，表明ZnFe2O4基氣體傳感器可以檢測(cè)較低濃度丙酮?dú)怏w。圖6(d)為ZnFe2O4基氣體傳感器在150℃下對(duì)30 ×10-6丙酮?dú)怏w的響應(yīng)恢復(fù)曲線(xiàn)，測(cè)得傳感器的響應(yīng)恢復(fù)時(shí)間為(150 s,59 s)。

圖6 (a)ZnFe2O4基氣體傳感器在150 ℃下對(duì)不同濃度丙酮?dú)怏w的動(dòng)態(tài)響應(yīng)恢復(fù)曲線(xiàn)；(b) ZnFe2O4基氣體傳感器在150℃下對(duì)不同濃度丙酮?dú)怏w的靈敏度與丙酮濃度的關(guān)系曲線(xiàn)；(c)ZnFe2O4基氣體傳感器對(duì)(1～45)×10-6丙酮靈敏度的線(xiàn)性擬合；(d)ZnFe2O4基氣體傳感器在150 ℃下對(duì)30 ×10-6丙酮?dú)怏w的響應(yīng)恢復(fù)曲線(xiàn)Fig 6 (a) Dynamic response and recovery curves of ZnFe2O4 based gas sensor to different concentration of acetone at 150℃; (b) The relationship curve between the response of ZnFe2O4 based gas sensor to different concentrations of acetone gas at 150 ℃ and the acetone concentration; (c) Linear fitting of the response of ZnFe2O4 based gas sensor to acetone concentration range of (1～45)×10-6; (d) The response and recovery time of ZnFe2O4 based gas sensor to 30 ×10-6 acetone at 150 ℃

2.3.3 濕度對(duì)氣敏性能的影響

圖7為ZnFe2O4基氣體傳感器在150 ℃不同濕度下對(duì)30×10-6丙酮?dú)怏w的響應(yīng)恢復(fù)曲線(xiàn)。可以看出在30%RH濕度下其靈敏度為65.74；當(dāng)濕度在50%RH時(shí)，靈敏度逐漸降低到28.38；當(dāng)增加到更高的濕度(70%RH)時(shí)，靈敏度急劇降低至6.48。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該ZnFe2O4基氣體傳感器對(duì)環(huán)境的濕度比較敏感，隨著濕度的增加氣敏性能逐漸降低。這是因?yàn)樵谳^高的濕度環(huán)境下，水蒸氣會(huì)吸附在ZnFe2O4材料的表面，極大地降低了表面吸附氧離子的數(shù)量，并且抑制了丙酮分子和表面吸附氧離子的反應(yīng)，因此降低了ZnFe2O4基氣體傳感器對(duì)丙酮?dú)怏w的氣敏性能。

圖7 ZnFe2O4基氣體傳感器在150℃不同濕度下對(duì)30×10-6丙酮?dú)怏w的響應(yīng)恢復(fù)曲線(xiàn)Fig 7 Response and recovery curves of ZnFe2O4 based gas sensor to 30 ×10-6acetone at 150 ℃, different humidity

2.3.4 穩(wěn)定性

圖8(a)測(cè)試了ZnFe2O4基氣體傳感器在150 ℃、30%RH下對(duì)40×10-6丙酮?dú)怏w的響應(yīng)-恢復(fù)循環(huán)曲線(xiàn)。從圖8(a)可以看出，曲線(xiàn)的每個(gè)響應(yīng)-恢復(fù)特征基本一致，響應(yīng)恢復(fù)時(shí)間穩(wěn)定在(150 s,60 s)；圖8(b)為ZnFe2O4基氣體傳感器在12天內(nèi)連續(xù)循環(huán)測(cè)試丙酮?dú)怏w的靈敏度，從圖8(b)可以看，連續(xù)多日測(cè)量ZnFe2O4基氣體傳感器對(duì)丙酮?dú)怏w的靈敏度，其靈敏度保持相對(duì)穩(wěn)定(波動(dòng)<5%)，表明該傳感器在重復(fù)性和穩(wěn)定性方面具有出色的表現(xiàn)，可長(zhǎng)時(shí)間應(yīng)用于丙酮?dú)怏w的實(shí)際監(jiān)測(cè)。

圖8 (a)ZnFe2O4基氣體傳感器在150℃、30%RH下對(duì)40 ×10-6丙酮?dú)怏w的5個(gè)響應(yīng)-恢復(fù)循環(huán)曲線(xiàn)；(b)ZnFe2O4基氣體傳感器在12天內(nèi)連續(xù)循環(huán)測(cè)試丙酮?dú)怏w的靈敏度Fig 8 (a)Five response-recovery cycle curves of ZnFe2O4 based gas sensor to 40 ×10-6 acetone at 150℃ and 30%RH; (b) ZnFe2O4 based gas sensor continuously tests the response of acetone gas within 12 days

表1總結(jié)了部分文獻(xiàn)報(bào)道的ZnFe2O4氣敏材料和本文制備的ZnFe2O4基氣體傳感器對(duì)丙酮的氣敏性能。通過(guò)比較，從表中可以看出本文制備的ZnFe2O4納米球氣體傳感器在較低工作溫度下表現(xiàn)出相對(duì)較高的氣敏性能，并且能夠探測(cè)較低濃度的丙酮?dú)怏w，表明制備的ZnFe2O4納米球?qū)z測(cè)丙酮?dú)怏w具有較大的潛力。

表1 不同半導(dǎo)體氣敏材料對(duì)丙酮?dú)饷粜阅艿谋容^

2.4 氣敏機(jī)理分析

O2(gas)→O2(ads)

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

從以上氣敏機(jī)理可以看出，ZnFe2O4在空氣和還原性氣體中的電阻變化是氣敏性能的關(guān)鍵?；谝陨蠈?shí)驗(yàn)結(jié)果，ZnFe2O4基氣體傳感器的高氣敏性能歸因于以下兩個(gè)因素。

首先，由于Zn2+和Fe3+之間的差異(如離子半徑大小、電負(fù)性等)，使得具有較窄帶隙的ZnFe2O4容易受熱激發(fā)，產(chǎn)生更多的電子，所以空氣中的氧氣更容易從導(dǎo)帶中捕獲電子，從而產(chǎn)生更多的吸附氧[36]，提高了ZnFe2O4的靈敏度。

圖9 ZnFe2O4基氣體傳感器在空氣和丙酮中的氣敏機(jī)理示意圖Fig 9 Schematic diagram of the gas sensing mechanism of ZnFe2O4 based gas sensor in air and acetone

其次，ZnFe2O4納米球粗糙、疏松、多孔的表面和較大的比表面積，提供了更多的活性反應(yīng)位點(diǎn)；ZnFe2O4納米球合適的孔徑和高度分散結(jié)構(gòu)，提供了許多利于氣體擴(kuò)散和吸附/脫附的通道，提高了ZnFe2O4的響應(yīng)恢復(fù)特性。

3 結(jié) 論

本文以乙酸鋅、氯化鐵為原料，采用簡(jiǎn)單的一步水熱法制備了ZnFe2O4納米球，并且以丙酮為目標(biāo)氣體對(duì)ZnFe2O4基氣體傳感器的氣敏性能進(jìn)行了綜合研究，得到如下結(jié)果：

(1)制備的ZnFe2O4呈球狀結(jié)構(gòu)，其平均尺寸為450 nm左右，松散地堆疊在一起且高度分散，比表面積為24.99 m2/g，孔徑分布集中在5～30 nm。

(2)ZnFe2O4基氣體傳感器對(duì)丙酮具有高氣敏性能。其最佳工作溫度為150 ℃，在150℃對(duì)30×10-6丙酮的靈敏度高達(dá)65.74，響應(yīng)恢復(fù)時(shí)間為(150 s,59 s)，理論探測(cè)極限可以達(dá)到62 ×10-9。

(3)ZnFe2O4基氣體傳感器具有出色的選擇性、良好的重復(fù)性和穩(wěn)定性。但是濕度對(duì)它的氣敏性能具有重要的影響，在濕度較大時(shí)，ZnFe2O4氣敏性能會(huì)退化。

因此，制備的ZnFe2O4納米球是一種較好的氣敏材料，將其應(yīng)用于檢測(cè)低濃度丙酮?dú)怏w具有較大潛力，并為其他類(lèi)型的三元金屬氧化物半導(dǎo)體氣體傳感器的研究提供一定的借鑒作用。