DOI: 10.1007/s13204-020-01623-4

以PVA（聚乙烯醇）和六水氯化钴（II）（CoCl2·6H2O）为前驱体溶液，采用静电纺丝制备了PVA/Co3O4无珠纳米纤维。通过X射线衍射（XRD）研究分析了Co3O4纳米颗粒的结构，证明了其结晶性。使用场发射扫描电子显微镜（FESEM）表征进行了形态学研究，结果表明电纺纳米纤维边缘光滑且沿基材随机分布。对PVA/Co3O4纳米纤维进行煅烧，得到一维纳米颗粒。为了检测肺部疾病的生物标志物，对Co3O4纳米颗粒进行了气相传感研究。在从室温至350℃的不同温度下分析了传感特性，观察到Co3O4纳米颗粒在350℃下对甲醇表现出更好的响应。在350℃的工作温度下，研究了Co3O4纳米颗粒对21-2094ppm甲醇的传感性能。结果表明，Co3O4纳米颗粒对甲醇蒸气具有良好的传感特性，响应速度快，恢复时间短，有助于通过呼出的气体检测肺部疾病。

图1.a）20mL PVA/氯化钴前体溶液。b-d）初纺PVA/Co3O4纳米纤维。e）真空退火的PVA/Co3O4纳米纤维。f）煅烧的Co3O4纳米颗粒

图2.a）初纺PVA/Co3O4纳米纤维的FESEM图像。b）初纺PVA/Co3O4纳米纤维的直径分布。c）85℃真空退火的PVA/Co3O4纳米纤维的FESEM图像。d）85℃真空退火的PVA/Co3O4纳米纤维的直径分布。e，g）450℃煅烧的Co3O4纳米颗粒的FESEM图像。f）在纤维结构中450℃煅烧的Co3O4纳米颗粒的直径分布。h）450℃煅烧的Co3O4纳米颗粒的直径分布

图3.Co3O4纳米颗粒在450℃下煅烧6和24h的XRD图谱

图4.a-e）Co3O4纳米颗粒在450℃下煅烧24h后的HRTEM图像（从低到高放大倍率），f）样品的SAED图

图5.在450℃下煅烧的Co3O4纳米颗粒的XPS光谱。b）具有Co 2p3/2和Co 2p1/2自旋轨道分量的Co（2p）核心光谱。d-e）O1s和去卷积氧峰。f）C1s碳峰

图6.在450℃下煅烧的Co3O4纳米颗粒的FTIR光谱

图7.用于观察Co3O4纳米颗粒电压响应的分压器电路

图8.Co3O4纳米颗粒在空气、甲醇、甲醛、乙酸乙酯、二甲苯和丙酮中的气敏响应

图9.Co3O4纳米颗粒对4至2094ppm不同浓度的丙酮蒸气的瞬态响应

图10.Co3O4纳米颗粒对4至2094ppm的甲醇蒸气浓度的瞬态图的饱和响应变化

图11.Co3O4纳米颗粒在350℃下对不同甲醇浓度的响应和恢复时间

图12.在350℃下的四个循环中Co3O4纳米颗粒对1256ppm甲醇的传感响应

图13.Co3O4纳米颗粒及其所有可能排列的示意图。a）Co3O4纳米颗粒紧密接触，b）Co3O4纳米颗粒点接触，c）相邻Co3O4纳米颗粒之间形成小颈，d）相邻Co3O4纳米颗粒之间形成大颈

图14.Co3O4纳米颗粒与甲醇蒸气相互作用的能带图