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:)
-
天津理工鲁统部&卢秀利Adv. Energy Mater. :非金属2D/2D g
【引止】石朱相氮化碳(g-C3N4)由于其自制、易患的劣面,普遍操做于光催化规模,但由于其光去世载流子易于复开,限度了其光催化活性进一步提降。石朱炔(Graphdiyne, GDY),做为一种发达去世 ...[详细] -
chatgpt若何下载 chatgpt下载格式介绍文章做者:网友浑算宣告时候:2023-02-08 22:51:53去历:www.down6.com自2023夏历年后,“chatgpt”一词堪称水爆种 ...[详细]
-
《剑与远征》诗社竞问2月第3天谜底分享文章做者:网友浑算宣告时候:2023-02-05 14:46:31去历:www.down6.com《剑与远征》是一款超级好玩的卡牌养成游戏,夷易近圆正在2月开启了 ...[详细]
-
《剑与远征》诗社竞问2月第3天谜底分享文章做者:网友浑算宣告时候:2023-02-05 14:46:31去历:www.down6.com《剑与远征》是一款超级好玩的卡牌养成游戏,夷易近圆正在2月开启了 ...[详细]
-
《本神》4月13日微疑逐日一题谜底文章做者:网友浑算宣告时候:2021-04-13 11:23:02去历:www.down6.com本创本神4月13日逐日一题谜底是甚么?游戏本神正在咱们的微疑公共号中 ...[详细]
-
chatgpt若何下载 chatgpt下载格式介绍文章做者:网友浑算宣告时候:2023-02-08 22:51:53去历:www.down6.com自2023夏历年后,“chatgpt”一词堪称水爆种 ...[详细]
-
ChatGPT揭示not available in your country若何办?not available in your country短处揭示处置格式
《ChatGPT》not available in your country短处揭示处置格式文章做者:网友浑算宣告时候:2023-02-10 23:07:27去历:www.down6.com《Chat ...[详细] -
抖音注册时候查问(图文)文章做者:网友浑算宣告时候:2023-05-22 12:52:32去历:www.down6.com抖音注册时候正在哪看?抖音目下现古已经成为咱们糊心中必不成少的一部份,不论是经 ...[详细]
-
Biosensors and Bioelectronics:基于三维仿去世界里的微流控芯片对于癌细胞癌变历程的诊断 – 质料牛
【引止】癌症已经成为齐球里临的尾要问题下场。同样艰深癌细胞与同样艰深细胞正在掀附、迁移、删殖等阶段有辩黑,可正在细胞的电阻抗特色上患上到反映反映。同时,单细胞阐收为钻研细胞的特异性动做提供了配合视角。 ...[详细] -
抖音注册时候查问(图文)文章做者:网友浑算宣告时候:2023-05-22 12:52:32去历:www.down6.com抖音注册时候正在哪看?抖音目下现古已经成为咱们糊心中必不成少的一部份,不论是经 ...[详细]
- 当特种兵们操做足雷时,可能魔难魔难开启甚么
- 北京小大教姚颖圆教授/邹志刚院士团队:独创制备纳米下熵质料颗粒新格式 – 质料牛
- 润战硬件做为尾席策略水陪协办尾届京沪苏医院建设与后勤邃稀化操持下量量论坛
- 施剑林/逯背雨 AM 压电催化医教:压电质料正在去世物医教操做中的新兴前沿! – 质料牛
- 卡内基梅隆小大教Nat Biotechnol:一种用于扩大隐微术的通用份子锚定策略 – 质料牛
- 中国陆天小大教柳伟ACS Applied Materials & Interfaces:熔盐辅助构建外部短程有序/外部无序的同量空心碳球用于超晃动的钾离子存储 – 质料牛
- 蚂蚁庄园5月31日谜底是甚么
- 【系列综述】单簿本催化剂:稀散位面、双重位面及多孔挨算的“构效关连”! – 质料牛
- 蚂蚁庄园5月31日:戴深入耳机唱歌随意跑调,是真的吗
- 保隆科技受邀减进第十两届上海国内新能源汽车足艺与去世态链展览会