文章摘要:通过水热法结合高温固相法合成片状纳米MoS₂结构，并用场发射扫描电子显微镜（FESEM）、X射线衍射（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）与拉曼光谱对MoS₂微观形貌、晶体结构、元素组成与振动模式进行表征，将纳米MoS₂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，测试了SO₂、SOF₂、SO₂F₂与H₂S四种SF₆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，分析了MoS₂微观结构的物理化学特性，探索了SF₆分解组分分别在MoS₂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MoS₂的气体传感器对四种SF₆分解组分的最佳工作温度均为200℃。在最佳工作温度下，传感器对四种SF₆分解组分在0～50 ppm响应—浓度关系有高线性度(R²≥0.959)，理论检测极限排序为H₂S<SO₂<SOF₂<SO₂F₂，大小分别为531 ppb、622 ppb、1.55 ppm与2.89 ppm。同时理论计算结果表明，MoS₂边缘结构对气敏响应贡献占主导作用，且对不同SF₆分解组分的不同灵敏度来源于分子与MoS₂边缘结构的不同化学相互作用能与电荷转移。本研究为基于过渡金属硫化物的气敏传感器（Transition metal dichalcogenides，TMDCs）检测SF₆分解组分提供了实验和理论支持。

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项目基金:《中国金属通报》 网址: http://www.zgjstbzz.cn/qikandaodu/2021/1212/1541.html