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二维纳米片材料具有独特纳米结构,其电子传导与热量传递被限制在一个平面内,进而展现出一些与众不同的特性,研究发现,随着二维纳米材料层数的减少,其性能也会发生一系列的变化,包括半导体,绝缘体,金属性,低温超导等性质。本文围绕二维纳米材料展开,通过石墨烯与类石墨烯结构的g-C3N4和尖晶石结构的物质(ZnGa2O4、MgGa2O4)进行复合来研究其气敏性能。采用水热法分别制备了g-C3N4-ZnGa2O4、g-C3N4-MgGa2O4和G-MgGa2O4复合材料,通过X射线衍射(XRD)、场发射电镜(SEM、TEM、HRTEM)、热分析(TG-DSC)、傅立叶红外光谱(FT-IR)、拉曼光谱(Raman)、紫外-可见光吸收光谱(UV-Vis)、X射线光电子能谱(XPS)和氮吸附脱附及孔径分布等手段对材料进行了表征分析,并对所获得的不同样品进行了气敏性能测试。实验结果表明g-C3N4-ZnGa2O4(ZGO-2)复合材料在室温下对100 ppm三甲胺(TMA)的灵敏度为7.9,其响应和恢复时间约为21 s,该气敏材料对氨气、乙醇等其他气体的灵敏度低于1.2,并且是纯ZnGa2O4气敏材料对三甲胺灵敏度的6倍,其检出限较低,达到0.01 ppm;在室温下g-C3N4-MgGa2O4(MGO-10%)复合材料对100 ppm三甲胺(TMA)的灵敏度约为31,对乙醇、乙酸、乙醛、甲醛、丙酮和氨气的灵敏度均小于2.4,检出限达到0.1 ppb,其灵敏度为1.6,MGO-10%气敏材料对100 ppm三甲胺(TMA)的响应和恢复时间分别约为14 s和9 s;研究了添加不同石墨烯得到的复合材料的气敏性能,在室温下G-MgGa2O4(MGO-0.1wt%)复合材料对100 ppm乙酸的灵敏度约为363,其响应和恢复时间分别约为50 s和35 s,室温下可以检测到乙酸的最低浓度为1 ppb,其灵敏度为1.3。