以甲醇为溶剂, 静置沉淀法合成 Co 掺杂的 ZIF(zeolitic imidazolate framework)-8, 将其在管式炉中空气氛围下退火得到多面体双壳层 Co$_{3}$O$_{4}$-ZnO. 通过 X 射线衍射仪(X-ray diffraction, XRD)、扫描电子显微镜(scanning electron microscope, SEM)、透射电子显微镜(transmission electron microscope, TEM)、热重分析仪(thermal gravimetric analyzer, TGA)手段对合成材料的组成、形貌和热稳定性进行了表征. 结果表明, 纯 ZIF-8 在较低的退火温度下保持稳定, 更高温度的退火使 ZIF-8 生成结构坍塌的 ZnO. 4% Co 掺杂的 ZIF-8 在较低温度下退火后得到多面体双壳结构的 Co$_{3}$O$_{4}$-ZnO(CZO-4), 表明 Co 在 ZIF-8 的氧化过程中提供了催化氧化的活性位点, 降低了 2-甲基咪唑的氧化反应能垒. 同时, 较低的退火温度给予 ZnO 充分的成型时间, 使其保持菱形十二面体结构而不坍塌. 由 Co 元素催化由外而内的氧化生长过程, 最终使 ZnO 生长为双壳层结构. 而将 Co 的载量提高到 8%, 得到的双壳层则变得不明显(CZO-8). 在对 CO 气敏测试结果分析中发现, 相对于 CZO-8 和 ZnO, CZO-4 具有更优异的 CO 传感性能, 具有高灵敏度($R_{\rm a}$/$R_{\rm g}$=21.8@100$\times $10$^{-6}$ CO)、 高选择性(达到 H$_{2}$ 灵敏度的 8.7 倍)和长期稳定性(在42 d 测试中信号平稳). 这是由于 CZO-4 具有较大的比表面积和气体传输通道, 以及 Co 作为活性位点对 CO 催化氧化作用带来的气敏性能的提升.
