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Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics 8/2015

01.08.2015

Facile fabrication of ZnO nanocrystalline-modified graphene hybrid nanocomposite toward methane gas sensing application

verfasst von: Dongzhi Zhang, Nailiang Yin, Bokai Xia

Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics | Ausgabe 8/2015

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Abstract

In this paper, we synthetized a hybrid composite of zinc oxide (ZnO) nanocrystalline-decorated reduced graphene oxide (rGO) via a facile hydrothermal process, and fabricated a methane gas sensor by using the ZnO–rGO hybrid composite as sensing film coated on a ceramic tube with Ni–Cr heater. The presence of nanorod-shaped ZnO nanocrystalline and rGO nanosheets was characterized by scanning electron microscopy, X-ray diffraction, transmission electron microscopy and X-ray photoelectron spectroscopy, UV–Vis diffuse reflectance and photoluminescence spectra measurement. The sensing properties of the ZnO–rGO film sensor were investigated by exposing to various concentration of methane gas at different temperature. It was found that the presented sensor exhibited unique advantages in methane gas sensing with concentration spanning from 100 to 4000 ppm, such as outstanding repeatability, fast response-recovery time as well as good selectivity, at an optimal operating temperature of 190 °C. The gas response of the ZnO–rGO hybrid composite was superior to that of the pure ZnO and rGO counterpart in methane gas sensing. The possible and proposed sensing mechanism for the sensor is mainly attributed to its nano-hybrid structure and special interactions at p–n heterojunction. This observed results highlight the ZnO–rGO hybrid composite as a candidate material for constructing methane gas sensors.

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Metadaten
Titel
Facile fabrication of ZnO nanocrystalline-modified graphene hybrid nanocomposite toward methane gas sensing application
verfasst von
Dongzhi Zhang
Nailiang Yin
Bokai Xia
Publikationsdatum
01.08.2015
Verlag
Springer US
Erschienen in
Journal of Materials Science: Materials in Electronics / Ausgabe 8/2015
Print ISSN: 0957-4522
Elektronische ISSN: 1573-482X
DOI
https://doi.org/10.1007/s10854-015-3165-2

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