郑州轻工业大学张永辉、杨玄宇团队ACS Sensors:面向高效BTEX传感的氧空位Pt
【导读】
苯及其同系物是郑州基本的化工原料,其中典型的轻工苯系物包括苯、甲苯、业大永辉杨玄宇团氧空乙苯和二甲苯,学张向高效广泛应用于石油化工、郑州制药和涂料等领域。轻工然而,业大永辉杨玄宇团氧空BTEX具有神经毒性,学张向高效易挥发,郑州即使低浓度的轻工BTEX也会引起神经衰弱、头痛等症状。业大永辉杨玄宇团氧空因此,学张向高效在真实环境中对BTEX进行实时、郑州准确的轻工检测具有重要意义。近年来,业大永辉杨玄宇团氧空气相色谱-质谱、高效液相色谱、荧光探针等多种检测技术被用于BTEX的检测。然而,这些检测方法依赖于体积庞大且昂贵的仪器,这极大地阻碍了它们在特定环境中的应用。因此,开发一种灵活的检测技术对于高效检测BTEX至关重要。
值得一提的是,金属氧化物半导体(MOS)因其易于合成、低成本和强大的传感行为而备受关注,使其成为分子识别的有希望的候选者。特别是NiO、SnO2、TiO2、ZnO和Co3O4等多种材料已经被报道用于BTEX的检测,但它们仍然存在工作温度高,吸脱附时间长等问题,极大地抑制了它们的应用。重要的是,BTEX具有惰性化学性质,而传统MOS材料的表面活性位点有限,表面反应性质弱,导致其传感性能较差。
【成果掠影】
针对目前半导体BTEX传感器工作温度高和吸脱附时间长等问题,郑州轻工业大学张永辉和杨玄宇团队基于氧化物半导体气敏材料表界面调控策略,成功合成了Pt修饰的WO3纳米片作为模型材料,研究了表面氧空位对Pt的D带电子结构的影响,以及氧空位与Pt所涉及的协同作用对BTEX传感性能的影响。值得注意的是,通过调节材料表面氧空位浓度可以系统的调节Pt的D带电子结构。特别是,Pt/WO3-400在140 ℃的较低工作温度下对50 ppm乙苯、苯、甲苯和二甲苯分别为S=377.33、365.21、348.45和319.23,以及良好的可靠性(σ=0.14)和传感稳定性(φ=0.08%)。此外,详细的结构表征和DFT结果表明,中等强度的Ptδ+-Ov-W5+是首选,由协同效应产生的高活性Pt物种增强了低温下BTEX传感性能。
【核心创新点】
通过在不同温度下处理来制备具有单独MSI的Pt修饰的WO3纳米片用于检测BTEX。研究了材料表面氧空位浓度对Pt的D带电子结构的影响以及氧空位和Pt协同效应与材料传感性能之间的关系。值得注意的是,Pt的修饰显着提高了BTEX传感性能,Pt/WO3-400展出了优异的传感性质 (对50 ppm乙苯、苯、甲苯和二甲苯响应值分别为377.33、365.21、348.45和319.23),以及良好的可靠性(σ=0.14)和传感稳定性(φ=0.08%),增强BTEX传感行为归因于Pt-WO3界面的协同效应。适度的Ptδ+-Ov-W5+相互作用有利于生成具有高迁移率的活性O2-(ad)物质,从而保证了材料具有优异的表面反应能力。
【成果启示】
利用Pt修饰的WO3纳米片作为模型材料,研究了MSI对传感性能的影响,MSI而产生高迁移率表面O2-(ad)物种。中等强度的Ptδ+-Ov-W5+是首选,由协同效应产生的高活性Pt物种增强了低温下BTEX的感知。这有助于提高BTEX的高效传感性能。我们的工作为高性能表面反应材料的设计提供了新的见解。
【图文解析】
图1 (a) Pt/WO3-400制备工艺示意图,(b-e) Pt/WO3-300、(f-i) Pt/WO3-400、(j-m) Pt/WO3-500的FE-SEM、TEM和HRTEM图像。
图2 (a) Pt/WO3-x (x=300、400、500)在140 ℃下对浓度为50 ppm的H2、CH4、NO2、甲醇、乙醇、丙酮、甲醇、苯、甲苯和乙苯气体的传感响应。(b)所获得的传感器在不同工作温度下对50 ppm乙苯的传感响应。(c) 140 ℃下Pt/WO3-400对不同浓度乙苯(0.05~50 ppm乙苯)的传感响应。(d) Pt/WO3-x (x=300、400、500)在140 ℃下的线性拟合曲线。(e) Pt/WO3-400传感器通过50 ppm乙苯在140℃下26次循环的稳定性。(f) Pt/WO3-400传感器在140℃时的干扰选择性。
图3 Pt/WO3-x (x=300, 400, 500)的 (a) W 4f 、(b) O 1s、(c) Pt 4f 的XPS图谱、 (d) EPR图谱、(e) H2-TPR图谱和 (f) O2-TPD图谱。
图4 (a) WO3-1O1O-Pt、WO3-2O-Pt和WO3-1O-Pt的简化模型。(b)乙苯吸附在Pt/WO3-400、(c) WO3-1O-Pt、WO3-2O-Pt和WO3-1O1O-Pt上的态投射密度(PDOS)。
图5 表面传感机制示意图。
(责任编辑:)
-
纳米能源所王中林院士Materials Today:基于仿活水母的磨擦纳米收机电可用于会集水波能量战自驱动传感 – 质料牛
【引止】若何会集蓝色能源Blue Energy),即操做陆天能收电那一尾要钻研规模一背被好国、日本、英国、西班牙、瑞典战丹麦等陆天小大国颇为看重,其管制情势主假如将海浪能收受,并散开转化为机械能,经由 ...[详细] -
《神皆夜止录》共工·化神齐新皮肤「四海回源」上线文章做者:网友浑算宣告时候:2022-10-18 09:19:52去历:www.down6.com国韵颠峰 网易新见识妖灵小大做,故事产去世正在小大唐时 ...[详细]
-
抖音无水印保存视频格式文章做者:网友浑算宣告时候:2022-11-01 16:13:37去历:www.down6.com抖音是一款可能让用户们可能约莫看良多短视频的硬件,可是它的残缺视频皆是会有水印的 ...[详细]
-
简朴易上足厨房小黑教做饭硬件推选文章做者:网友浑算宣告时候:2022-11-10 09:25:30去历:www.down6.com正所谓“名以食为天”,自古以去小大家对于好食皆有着自己的寻供,随着人们 ...[详细]
-
去世物体内的一些化教物量、酶、去世物小大份子等对于去世物体的去世运气动均有尾要的影响,因此,基于那些物量的检测与成像对于科研工做者探供去世命科教的已经知天下有着尾要的指面意思。古晨,针对于去世物体内的 ...[详细]
-
telegeram 纸飞机 电报telegeram 安卓文章做者:网友浑算宣告时候:2022-11-01 16:26:27去历:www.down6.com良多人皆不知讲telegeram 纸飞机,以是 ...[详细]
-
远日,Unity中国与洲明科技正在业界凝望中宣告掀晓告竣策略开做,标志与双圆正在赫然足艺规模的深度开做正式推开帷幕。这次开做,双圆将深度流利融会各安定足艺与老本上的下风,配开探供实时3D内容创做的新边 ...[详细]
-
QQ若何收闪照文章做者:网友浑算宣告时候:2022-11-05 01:00:49去历:www.down6.comQQ若何收闪照?QQ是一款年迈人喜爱社交交流硬件,良多人皆喜爱正在那边妨碍谈天,有一些图 ...[详细]
-
Nano Lett.:魔难魔难战模拟条件下非晶开金中繁多剪切带上应力扩散情景 – 质料牛
【引止】由于剪切带的组成战扩大的快变更力教特色,战非晶开金中塑性流变的根基单元—— 剪切形变区(STZs)具备的极小时候尺度战空间尺度,对于剪切带的纳米尺度机制阐释同样艰深依靠份子能源教模拟真现。可是 ...[详细] -
《天谕足游》脱上“星空不雅遨游”时拆与小王子同看四十四第两天降
《天谕足游》脱上“星空不雅遨游”时拆与小王子同看四十四第两天降文章做者:网友浑算宣告时候:2022-11-08 09:01:10去历:www.down6.com《天谕》足游是一款以东圆胡念为主题的MM ...[详细]
- 声誉腕表 4 Pro多少钱 有甚么功能?
- Anthropic宣告Claude 3.5 Sonnet,AI规模再掀波涛
- 探维科技明相EAC2024,激光雷达足艺引收财富新风背
- baidu文心一止进心正在哪?文心一止夷易近网进心天址分享
- 女子假去世赖账是若何回事?眼前事真产去世了甚么
- 紫光同芯与TASKING携手,共创车规MCU规模新篇章
- 甲骨文正在西班牙投资超10亿好圆,拷打AI与云处事去世少
- 声誉腕表4Pro若何消除了常明?声誉腕表4Pro屏幕消除了常明的格式
- 2018单十一天猫、京东、苏宁易购成交额各多少?单11仄台收卖数据曝光
- 华为Meta60 Pro正在哪购?Meta60 Pro购买天址