This study reports the effects of NiO nanoparticle (NP) size on the sensing performance of NiO NP-decorated SnO2 nanorods (NRs). NiO NP-decorated SnO2 NRs were synthesized using a two-step process: 1) thermal evaporation of tin powders in an oxidizing atmosphere based on the vapor-liquid-solid growth mechanism and 2) solvothermal decoration of SnO2 NRs with NiO NPs. X-ray diffraction and transmission electron microscopy analyses revealed that both the SnO2 NRs and the NiO NPs were polycrystalline. Scanning electron microscopy images showed that the diameters of the NRs ranged from 100 to 200 nm and that those of the small and the large NiO NPs ranged from 20 to 30 nm and from 80 to 180 nm, respectively. The small NiO NP-decorated SnO2 NRs showed stronger response to NO2 than did the large NiO NP-decorated SnO2 NRs over the concentration range of 0.5–100 ppm. Decoration of SnO2 NRs with small NiO NPs resulted in enhanced sensing performance whereas decoration of SnO2 NRs with large NiO NPs deteriorated the sensing performance. The superior NO2 gas sensing performance of the small NiO NP-decorated SnO2 NR sensor as compared to that of the large NiO NP-decorated SnO2 NR sensor was attributed to a higher ratio of n-SnO2 to p-NiO and a higher number of p-n heterojunctions for the same volume of NiO in the former than in the latter. In addition, the small NiO NP-decorated SnO2 NR sensors showed selectivity toward NO2 against other competing gases such as SO2, CO2, CO, H2, C7H8 and C6H6.

中文翻译：

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粒径对 NiO 纳米粒子修饰的 SnO2 纳米棒的 NO2 气敏特性的影响

本研究报告了 NiO 纳米颗粒 (NP) 尺寸对 NiO NP 修饰的 SnO2 纳米棒 (NR) 传感性能的影响。NiO NP 修饰的 SnO2 NRs 使用两步法合成：1) 基于气-液-固生长机制的氧化气氛中锡粉的热蒸发和 2) SnO2 NRs 与 NiO NPs 的溶剂热修饰。X 射线衍射和透射电子显微镜分析表明，SnO2 NRs 和 NiO NPs 都是多晶的。扫描电子显微镜图像显示，NRs 的直径范围为 100 到 200 nm，小和大 NiO NPs 的直径范围分别为 20 到 30 nm 和 80 到 180 nm。在 0 的浓度范围内，小的 NiO NP 修饰的 SnO2 NRs 对 NO2 的响应比大的 NiO NP 修饰的 SnO2 NRs 更强。5–100 ppm。用小 NiO NPs 装饰 SnO2 NRs 导致传感性能增强，而用大 NiO NPs 装饰 SnO2 NRs 会降低传感性能。与大型 NiO NP 装饰的 SnO2 NR 传感器相比，小型 NiO NP 装饰的 SnO2 NR 传感器的卓越 NO2 气体传感性能归因于更高的 n-SnO2 与 p-NiO 的比率和更多的 pn前者中相同体积 NiO 的异质结比后者多。此外，小型 NiO NP 装饰的 SnO2 NR 传感器对 NO2 对其他竞争气体（如 SO2、CO2、CO、H2、C7H8 和 C6H6）显示出选择性。与大型 NiO NP 装饰的 SnO2 NR 传感器相比，小型 NiO NP 装饰的 SnO2 NR 传感器的卓越 NO2 气体传感性能归因于更高的 n-SnO2 与 p-NiO 的比率和更多的 pn前者中相同体积 NiO 的异质结比后者多。此外，小型 NiO NP 装饰的 SnO2 NR 传感器对 NO2 对其他竞争气体（如 SO2、CO2、CO、H2、C7H8 和 C6H6）显示出选择性。与大型 NiO NP 装饰的 SnO2 NR 传感器相比，小型 NiO NP 装饰的 SnO2 NR 传感器的卓越 NO2 气体传感性能归因于更高的 n-SnO2 与 p-NiO 的比率和更多的 pn前者中相同体积 NiO 的异质结比后者多。此外，小型 NiO NP 装饰的 SnO2 NR 传感器对 NO2 对其他竞争气体（如 SO2、CO2、CO、H2、C7H8 和 C6H6）显示出选择性。