文摘通过水热法结合高温固相法合成片状纳米MoS_(2)结构,并用场发射扫描电子显微镜(field emission scanning electron microscopy,FESEM)、X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)、X射线光电子能谱(X-ray photoelectron spectroscopy,XPS)与拉曼光谱对MoS_(2)微观形貌、晶体结构、元素组成与振动模式进行表征,将纳米MoS_(2)通过丝网印刷法均匀涂覆于叉指电极表面制备电阻式气体传感器,测试SO2、SOF2、SO2F2和H2S共4种SF_(6)分解特征组分的气敏响应特性,用第一性原理密度泛函理论,分析MoS_(2)微观结构的物理化学特性,探索SF_(6)分解组分别在MoS_(2)表面与边缘结构的吸附性能,包括吸附能、电荷转移、吸附距离与范德华力比率等。结果显示,基于片状纳米MoS_(2)的气体传感器对4种SF_(6)分解组分的最佳工作温度均为200℃。在最佳工作温度下,传感器对4种SF_(6)分解组分在0~50×10^(-6)响应–浓度关系有高线性度(R^(2)>0.959),理论检测极限排序为H_(2)S<SO_(2)<SOF_(2)<SO_(2)F_(2),大小分别为531×10^(-9)、622×10^(-9)、1.55×10^(-6)与2.89×10^(-6)。同时理论计算结果表明,MoS_(2)边缘结构对气敏响应贡献占主导作用,且对不同SF_(6)分解组分的不同灵敏度来源于分子与MoS_(2)边缘结构的不同化学相互作用能与电荷转移。该研究为基于过渡金属硫化物的气敏传感器(transition metal dichalcogenides,TMDCs)检测SF_(6)分解组分提供实验和理论支持。
