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作者：林孟豪;陈唯一;王添乐;丁杨;路金达;刘洋;
单位：国网新疆电力有限公司电力科学研究院;
摘要：电力变压器油中溶解气体气敏检测面临传统气敏材料对低浓度H_2的检测灵敏度不足和传感器响应动态范围有限等问题，难以满足变压器早期故障监测的精度要求并会严重影响故障等级的准确判断。基于此，本文采用“分步水热-煅烧法”成功合成了Co_3O_4@SnO_2异质结复合材料，通过精确调控半导体氧化物显微结构及其表界面特性，系统研究了微结构对H_2气敏性能的增强机制。通过XRD、SEM、XPS等表征结果显示，ZIF-67衍生的Co_3O_4纳米颗粒均匀地负载于SnO_2表面，形成了紧密的p-n异质结界面并显著提升了异质结表面的氧空位浓度。气敏测试表明，在150℃的最佳工作温度下，优化后的Co_3O_4@SnO_2传感器对20 ppm H_2表现出较高的响应值（46.7），响应时间为17.2 s，恢复时间为21.6 s，且具备优异的线性和长期稳定性。气敏性能提升归因于异质结内建电场促进了氧吸附/解离动力学及氧空位对H_2分子的高效活化作用，为设计和开发高性能金属半导体氧化物基气敏传感器提供了“结构±性能”协同优化策略。
关键词：氧空位调控;;二氧化锡;;四氧化三钴;;金属氧化物半导体
基金资助：国网新疆电力有限公司电力科学研究院科技项目“基于纳米气敏检测技术的变压器油中溶解气体在线监测技术研究及应用”（合同号：SGXJDK00LCJS2400366）
