- 必威体育下载

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

摘要

NO ₂是一种有毒气体, 能与空气中的其他有机化合物发生反应, 造成空气污染并对人体有很大的危害. 因此, 需要一种气体传感器来检测NO ₂. 然而, 传统的NO ₂传感器很难在室温(25 ℃)下工作. 本研究报告了SnS ₂/In ₂O ₃的室温(25 ℃) NO ₂气体传感, 采用热注入法和水热法制备了In ₂O ₃量子点和SnS ₂纳米片. 凭借SnS ₂独特的二维结构, 在其上装饰In ₂O ₃, 复合增强了其传感性能, 产品采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、高分辨率透射电子显微镜(HR-TEM)和X射线光电子能谱仪(XPS)进行表征. 结果表明, SnS ₂/In ₂O ₃传感器对体积分数为1×10 ^–6NO ₂的响应为26.6, 响应和恢复时间分别为146 s和243 s. 由于异质结结构增加了活性位点的数量, 加速了气体的传输, 促进了电荷转移和气体解吸, 提高了NO ₂气体传感性能. 这种优异的传感性能在NO ₂检测中具有广阔的应用前景.

关键词:

Abstract

NO ₂is a toxic gas that can react with other organic compounds in the air, causing air pollution and posing a significant harm to human health. Therefore, a gas sensor that can detect NO ₂is needed. However, conventional NO ₂gas sensors are difficult to operate at room temperature (25 ℃). In this work, NO ₂gas sensing based on SnS ₂/In ₂O ₃, which can operate at room temperature (25 ℃), is reported. In ₂O ₃quantum dots and SnS ₂nanosheets are prepared by the hot-injection method and hydrothermal method. By using the unique two-dimensional structure of SnS ₂, In ₂O ₃is decorated on it, and the composite enhances its sensing performance. The products are characterized by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), high-resolution transmission electron microscopy (HR-TEM), and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). The results demonstrate that the composites prepared by 52% In ₂O ₃exhibit the best sensing response. The fabricated sensor shows a response range from 26.6 to NO ₂of 1×10 ^–6in volume fraction, fast response and short recovery time at room temperature (25 ℃). Moreover, this sensor demonstrates excellent reproducibility and selectivity. The heterojunction structure increases the number of active sites and accelerates the gas transport, which promotes charge transfer and gas desorption to improve NO ₂gas sensing performance. This excellent sensing performance has a great application prospect in NO ₂detection.

Keywords:

作者及机构信息

通信作者:陶然,ran.tao@szu.edu.cn; 罗景庭,luojt@szu.edu.cn

基金项目:国家自然科学基金(批准号: 12104320)、国家重点研发计划(批准号: 2021YFF0603704)、广东省基础与应用领域研究项目(批准号: 2020A1515110561, 2019A1515111199)、广东省研发项目(批准号: 2020B0101040002)、广东省教育厅重点研究项目(批准号: 2020ZDZX2007)、深圳市科技项目(批准号: RCBS20200714114918249, GJHZ20200731095803010, JCYJ20220818095611025, JSGG20201103090801005)和深圳大学创业研究基金 (批准号: QNJS0352)资助的课题.

Authors and contacts

Corresponding author:Tao Ran,ran.tao@szu.edu.cn; Luo Jing-Ting,luojt@szu.edu.cn

Funds:Project supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 12104320), the National Key Research and Development Program of China (Grant No. 2021YFF0603704), the Research Project in Fundamental and Application Fields of Guangdong Province, China (Grant Nos. 2020A1515110561, 2019A1515111199), the Research and Development Program of Guangdong Province, China (Grant No. 2020B0101040002), the Key Research Program of Education Department for Guangdong Province, China (Grant No. 2020ZDZX2007), the Shenzhen Science & Technology Project, China (Grant Nos. RCBS20200714114918249, GJHZ20200731095803010, JCYJ20220818095611025, JSGG20201103090801005), and the Start-up Research Foundation of Shenzhen University, China (Grant No. QNJS0352).

文章全文: translate this paragraph

参考文献

[1]
[2]
[3]
[4]
[5]
[6]
[7]
[8]
[9]
[10]
[11]
[12]
[13]
[14]
[15]
[16]
[17]
[18]
[19]
[20]
[21]
[22]
[23]
[24]
[25]
[26]
[27]

施引文献

下载: 全尺寸图片幻灯片

Material	Temp./℃	NO₂concentration/×10^–6	Response	Response/recovery time/s	Ref.
SnS₂-nanosheets	250	10	2.49	6/40	[20]
SnO₂/SnS₂	80	1	1.8	159/297	[12]
Monolayer MoS₂	25	1.2	1.06	>1800	[21]
In₂O₃microspheres	250	20	37	5/20	[22]
In₂O₃thin films	200	5	10	—/—	[23]
In₂O₃nanocubes	50	3	10	21/522	[17]
SnS₂/In₂O₃	25	1	26.6	146/243	This work

下载: 导出CSV

[1]
[2]
[3]
[4]
[5]
[6]
[7]
[8]
[9]
[10]
[11]
[12]
[13]
[14]
[15]
[16]
[17]
[18]
[19]
[20]
[21]
[22]
[23]
[24]
[25]
[26]
[27]

[1]	董逸蒙, 孙永娇, 侯煜晨, 王炳亮, 陆志远, 张文栋, 胡杰.SnO₂/ZnS异质结气体传感器的制备及其室温NO₂敏感特性. 必威体育下载 , 2023, 72(16): 160701.doi:10.7498/aps.72.20230735
[2]	卞晓鸽, 周胜, 张磊, 何天博, 李劲松.基于标准样品回归算法和腔增强光谱的NO₂检测方法. 必威体育下载 , 2021, 70(5): 050702.doi:10.7498/aps.70.20201322
[3]	卢群林, 杨伟煌, 熊飞兵, 林海峰, 庄芹芹.双轴向应变对单层GeSe气体传感特性的影响. 必威体育下载 , 2020, 69(19): 196801.doi:10.7498/aps.69.20200539
[4]	刘益, 钱正洪, 朱建国.室温磁性斯格明子材料及其应用研究进展. 必威体育下载 , 2020, 69(23): 231201.doi:10.7498/aps.69.20200984
[5]	李闯, 李伟伟, 蔡理, 谢丹, 刘保军, 向兰, 杨晓阔, 董丹娜, 刘嘉豪, 陈亚博.基于银纳米线电极-rGO敏感材料的柔性NO₂气体传感器. 必威体育下载 , 2020, 69(5): 058101.doi:10.7498/aps.69.20191390
[6]	刘志福, 李培, 程铁栋, 黄文.铁掺杂多孔氧化铟的NO₂传感特性. 必威体育下载 , 2020, 69(24): 248101.doi:10.7498/aps.69.20200956
[7]	李闯, 蔡理, 李伟伟, 谢丹, 刘保军, 向兰, 杨晓阔, 董丹娜, 刘嘉豪, 李成, 危波.水合肼还原的氧化石墨烯吸附NO₂的实验研究. 必威体育下载 , 2019, 68(11): 118102.doi:10.7498/aps.68.20182242
[8]	赵博硕, 强晓永, 秦岳, 胡明.氧化钨纳米线气敏传感器的制备及其室温NO2敏感特性. 必威体育下载 , 2018, 67(5): 058101.doi:10.7498/aps.67.20172236
[9]	李文静, 光耀, 于国强, 万蔡华, 丰家峰, 韩秀峰.薄膜异质结中磁性斯格明子的相关研究. 必威体育下载 , 2018, 67(13): 131204.doi:10.7498/aps.67.20180549
[10]	陈浩, 彭同江, 刘波, 孙红娟, 雷德会.还原温度对氧化石墨烯结构及室温下H2敏感性能的影响. 必威体育下载 , 2017, 66(8): 080701.doi:10.7498/aps.66.080701
[11]	刘进, 邹莹, 司福祺, 周海金, 窦科, 王煜, 刘文清.基于差分吸收光谱技术的大气痕量气体二维观测方法. 必威体育下载 , 2015, 64(16): 164209.doi:10.7498/aps.64.164209
[12]	刘进, 司福祺, 周海金, 赵敏杰, 窦科, 王煜, 刘文清.机载成像差分吸收光谱技术测量区域NO2二维分布研究. 必威体育下载 , 2015, 64(3): 034217.doi:10.7498/aps.64.034217
[13]	秦玉香, 刘凯轩, 刘长雨, 孙学斌.钒掺杂W18O49纳米线的室温p型电导与NO2敏感性能. 必威体育下载 , 2013, 62(20): 208104.doi:10.7498/aps.62.208104
[14]	刘研研, 董磊, 武红鹏, 郑华丹, 马维光, 张雷, 尹王保, 贾锁堂.全光型石英增强光声光谱. 必威体育下载 , 2013, 62(22): 220701.doi:10.7498/aps.62.220701
[15]	王婷, 王普才, 余环, 张兴赢, 周斌, 司福祺, 王珊珊, 白文广, 周海金, 赵恒.多轴差分吸收光谱仪反演大气NO2的比对试验. 必威体育下载 , 2013, 62(5): 054206.doi:10.7498/aps.62.054206
[16]	秦玉香, 王飞, 沈万江, 胡明.氧化钨纳米线-单壁碳纳米管复合型气敏元件的室温NO2敏感性能与机理. 必威体育下载 , 2012, 61(5): 057301.doi:10.7498/aps.61.057301
[17]	石立超, 张巍, 金杰, 黄翊东, 彭江得.中红外空心Bragg光纤的制备及在气体传感中的应用. 必威体育下载 , 2012, 61(5): 054214.doi:10.7498/aps.61.054214
[18]	侯建平, 宁韬, 盖双龙, 李鹏, 郝建苹, 赵建林.基于光子晶体光纤模间干涉的折射率测量灵敏度分析. 必威体育下载 , 2010, 59(7): 4732-4737.doi:10.7498/aps.59.4732
[19]	袁长迎, 炎正馨, 蒙瑰, 李智慧, 尚丽平.高浓度气体共振光声光谱信号饱和特性研究. 必威体育下载 , 2010, 59(10): 6908-6913.doi:10.7498/aps.59.6908
[20]	张贵银, 靳一东.NO2分子的光学-光学双色双共振多光子离化谱. 必威体育下载 , 2008, 57(1): 132-136.doi:10.7498/aps.57.132

计量

文章访问数:1253
PDF下载量:59
被引次数:0

搜索

留言板