第51卷分析化学（FENXIHUAXUE）研究报告第2期2023年2月ChineseJournalofAnalyticalChemistry250~258DOI:10.19756/j.issn.0253-3820.221395钴酸镧/氧化铈异质结纳米材料对甲醛气敏性能研究胡明江*1吕春旺1,2王旭荣1牛哲荟11（河南城建学院能源与建筑环境工程学院，平顶山467036)2(华北电力大学能源动力与机械工程学院，保定071003)摘要采用溶胶-凝胶法制备了LaCoO3和表面改性的LaCoO3/CeO2纳米材料，将其均匀涂覆于氧化铝陶瓷管表面形成敏感薄膜，用于快速检测甲醛。采用扫描电子显微镜（SEM）、X射线光电子能谱仪（XPS）等方法对样品的微观结构和电化学特性进行了分析，结果表明，LaCoO3可有效改善CeO2的吸附氧含量、异质结组成和催化氧化还原性能。传感器气敏特性测试结果表明，工作温度为150℃时，LaCoO3/CeO2对甲醛（20μg/m3）的响应值为60.1，响应/恢复时间为5.6/9.8s，检出限（S/N=6）为1.0μg/m3。利用密度泛函理论（DFT）方法，计算了LaCoO3/CeO2的功函数、总态密度和能带分布。从表面氧吸附过程、异质结作用和LaCoO3催化氧化还原循环等角度，探讨了LaCoO3/CeO2对甲醛的气敏机理，证实了LaCoO3是一种改善金属氧化物半导体传感器气敏性能的优良催化剂。关键词甲醛；钙钛矿；二氧化铈；传感器；异质结2014年，世界卫生组织和欧盟委员会已将甲醛归类为Ⅰ级致癌物和诱变剂[1，2]。当室内甲醛浓度超过100μg/m3时，将引起嗅觉失灵、呼吸异常、神经紊乱和心肌损伤等疾病，严重影响人体健康[3]。因此，准确快速检测甲醛的传感器已成为人居环境评估的急需传感器件。目前，检测甲醛的常用方法有气相色谱法、红外线法、吸收光谱法和气敏传感器等[4-7]。基于金属氧化物半导体（MOSs）的传感器具有灵敏度高、操作方便和性能可调等优势，已广泛应用于气体检测。MOSs传感材料分为N型半导体（ZnO、CeO2、TiO2、SnO2）和P型半导体（NiO、Co3O4、CuO）[8]。CeO2作为一种典型的N型MOSs传感材料，具有载流子迁移率高、晶体结构独特和贮氧能力强等优势，已被应用于气体检测。Dong等[9]采用水热法合成了三维花状Ni/CeO2纳米颗粒，对H2S（200℃，10μg/m3）的响应为3.06，响应/恢复时间为8/13s，检出限为0.1μg/m3。Amoresi等[10]合成了Ni2O3修饰CeO2棒状纳米颗粒，对CO（300℃，30μg/m3）的响应为36.4，响应/恢复时间为9.6/17.4s。Zhu等[11]以CeO2晶面（100）、（110）和（111）为基础，以顶部、桥位为吸附位点，通过密度泛函理论（DFT）计算发现，立方萤石结构...
