Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Tính chất cảm biến SO2 và H2S của các tấm nan CuO tổng hợp bằng phương pháp thủy nhiệt
Tóm tắt
Các tấm nan CuO đã được tổng hợp bằng phương pháp thủy nhiệt đơn giản cho ứng dụng cảm biến khí SO2. Các vật liệu tổng hợp được đặc trưng bởi hiển vi điện tử quét phát xạ trường (FE-SEM), nhiễu xạ tia X bột (XRD), phổ Raman và phổ phát quang. Tính năng cảm biến khí đã được đo ở nhiều nồng độ SO2 và H2S trong khoảng 200–350°C. Kết quả cho thấy các tấm nan CuO có dạng hình chữ nhật với kích thước trung bình khoảng 700 × 500 × 30 nm3 đã được tổng hợp. Phân tích FE-SEM và XRD cũng cho thấy rằng các tấm nan là đa tinh thể với kích thước tinh thể trung bình là 12.85 nm. Các phép đo cảm biến khí cho thấy các tấm nan CuO đã được tổng hợp cho thấy hành vi bán dẫn loại p, trong đó điện trở cảm biến tăng lên khi tiếp xúc với H2S và giảm xuống khi tiếp xúc với SO2. Cảm biến cho thấy phản ứng cao hơn đáng kể đối với SO2 so với H2S trong các nồng độ đo được từ 1 ppm đến 10 ppm, cho thấy rằng các tấm nan CuO là phù hợp cho việc phát hiện SO2 với độ nhạy cao. Chúng tôi cũng làm rõ cơ chế cảm biến của các cảm biến SO2 dựa trên tấm nan CuO.
Từ khóa
#CuO nanoplates #SO2 sensing #H2S sensing #hydrothermal synthesis #sensor resistanceTài liệu tham khảo
T.B. Ho, T.K. Roberts, and S. Lucas, J. Agric. Sci. Technol. A 5, 387 (2015).
T.T.T. Cu, T.X. Nguyen, J.M. Triolo, L. Pedersen, V.D. Le, P.D. Le, and S.G. Sommer, Asian Aust. J. Anim. Sci. 28, 280 (2014).
H. Roubík, J. Mazancová, L.D. Phung, and J. Banout, Renew. Energy 115, 362 (2018).
J.-J. Su and Y.-J. Chen, Environ. Monit. Assess. 187, 4109 (2015).
P.D. Hien, M. Hangartner, S. Fabian, and P.M. Tan, Atmos. Environ. 88, 66 (2014).
Z. Pei-dong, J. Guomei, and W. Gang, Renew. Sustain. Energy Rev. 11, 1903 (2007).
J. Jiang, A. Chan, S. Ali, A. Saha, K.J. Haushalter, W.-L.M. Lam, M. Glasheen, J. Parker, M. Brenner, S.B. Mahon, H.H. Patel, R. Ambasudhan, S.A. Lipton, R.B. Pilz, and G.R. Boss, Sci. Rep. 6, 20831 (2016).
M. Ishigami, K. Hiraki, K. Umemura, Y. Ogasawara, K. Ishii, and H. Kimura, Antioxid. Redox Signal. 11, 205 (2009).
T.K.V. Vu, D.Q. Vu, L.S. Jensen, S.G. Sommer, and S. Bruun, Asian Aust. J. Anim. Sci. 28, 716 (2015).
N. Van Toan, N.V. Chien, N. Van Duy, D.D. Vuong, N.H. Lam, N.D. Hoa, N. Van Hieu, and N.D. Chien, Appl. Surf. Sci. 324, 280 (2015).
M. Turker, A.B. Baspinar, and A. Hocalar, J. Chem. Technol. Biotechnol. 87, 682 (2012).
J. Nisar, Z. Topalian, A. De Sarkar, L. Österlund, and R. Ahuja, ACS Appl. Mater. Interfaces 5, 8516 (2013).
D. Girardin, F. Berger, A. Chambaudet, and R. Planade, Sens. Actuators B. 43, 147 (1997).
Y. Liu, X. Xu, Y. Chen, Y. Zhang, X. Gao, P. Xu, X. Li, J. Fang, and W. Wen, Sens. Actuators B. 262, 26 (2018).
M. Nebel, S. Neugebauer, H. Kiesele, and W. Schuhmann, Electrochim. Acta 55, 7923 (2010).
S. Mulmi, R. Kannan, and V. Thangadurai, Solid State Ion. 262, 274 (2014).
F. Liu, Y. Wang, B. Wang, X. Yang, Q. Wang, X. Liang, P. Sun, X. Chuai, Y. Wang, and G. Lu, Sens. Actuators B. 238, 1024 (2017).
H. Wang, Z. Liu, D. Chen, and Z. Jiang, Rev. Sci. Instrum. 86, 75007 (2015).
A.W.E. Hodgson, P. Jacquinot, and P.C. Hauser, Anal. Chem. 71, 2831 (1999).
N. Bârsan, M. Huebner, and U. Weimar, Semiconductor Gas Sensors (New York: Elsevier, 2013), pp. 35–63.
C.M. Hung, D.T.T. Le, and N. Van Hieu, J. Sci. Adv. Mater. Devices 2, 263 (2017).
X. Ma, Q. Qin, N. Zhang, C. Chen, X. Liu, Y. Chen, C. Li, and S. Ruan, J. Alloys Compd. 723, 595 (2017).
D. Zhang, J. Wu, P. Li, and Y. Cao, J. Mater. Chem. A 5, 20666 (2017).
H. Nguyen and S.A. El-Safty, J. Phys. Chem. C 115, 8466 (2011).
N.D. Hoa, P. Van Tong, C.M. Hung, N. Van Duy, and N. Van Hieu, Int. J. Hydrogen Energy 43, 9446 (2018).
N.D. Hoa, N. Van Quy, M.A. Tuan, and N. Van Hieu, Phys. E Low Dimens. Syst. Nanostruct. 42, 146 (2009).
I. Karaduman, T. Çorlu, M.A. Yıldırım, A. Ateş, and S. Acar, J. Electron. Mater. 46, 4017 (2017).
M. Arif, A. Sanger, and A. Singh, J. Electron. Mater. 47, 3451 (2018).
J. Zhang, Z. Qin, D. Zeng, and C. Xie, Phys. Chem. Chem. Phys. 19, 6313 (2017).
S. Steinhauer, A. Köck, C. Gspan, W. Grogger, L.K.J. Vandamme, and D. Pogany, Appl. Phys. Lett. 107, 123112 (2015).
R. Li, J. Du, Y. Luan, Y. Xue, H. Zou, G. Zhuang, and Z. Li, Sens. Actuators B. 168, 156 (2012).
F. Wang, H. Li, Z. Yuan, Y. Sun, F. Chang, H. Deng, L. Xie, and H. Li, RSC Adv. 6, 79343 (2016).
N.D. Hoa, N. Van Quy, H. Jung, D. Kim, H. Kim, and S.-K. Hong, Sens. Actuators B. 146, 266 (2010).
A.I. Ayesh, A.F.S. Abu-Hani, S.T. Mahmoud, and Y. Haik, Sens. Actuators B. 231, 593 (2016).
J. Jońca, A. Ryzhikov, S. Palussière, J. Esvan, K. Fajerwerg, P. Menini, M.L. Kahn, and P. Fau, ChemPhysChem 18, 2658 (2017).
K.-M. Kim, H.-M. Jeong, H.-R. Kim, K.-I. Choi, H.-J. Kim, and J.-H. Lee, Sensors 12, 8013 (2012).
T. Ghodselahi, H. Zahrabi, M.H. Saani, and M.A. Vesaghi, J. Phys. Chem. C 115, 22126 (2011).
C. Yang, X. Su, J. Wang, X. Cao, S. Wang, and L. Zhang, Sens. Actuators B. 185, 159 (2013).
L. Hou, C. Zhang, L. Li, C. Du, X. Li, X.-F. Kang, and W. Chen, Talanta 188, 41 (2018).
J. Tan, M. Dun, L. Li, J. Zhao, X. Li, Y. Hu, G. Huang, W. Tan, and X. Huang, Sens. Actuators B. 252, 1 (2017).
S. Park, Z. Cai, J. Lee, J.I. Yoon, and S.-P. Chang, Mater. Lett. 181, 231 (2016).
N.D. Hoa, S.Y. An, N.Q. Dung, N. Van Quy, and D. Kim, Sens. Actuators B. 146, 239 (2010).
B. Yang, J. Liu, H. Qin, Q. Liu, X. Jing, H. Zhang, R. Li, G. Huang, and J. Wang, Ceram. Int. 44, 10426 (2018).
D.P. Volanti, A.A. Felix, M.O. Orlandi, G. Whitfield, D.-J. Yang, E. Longo, H.L. Tuller, and J.A. Varela, Adv. Funct. Mater. 23, 1759 (2013).
A. Umar, A.A. Alshahrani, H. Algarni, and R. Kumar, Sens. Actuators B. 250, 24 (2017).
D.N. Oosthuizen, D.E. Motaung, and H.C. Swart, Sens. Actuators B. 266, 761 (2018).
N.D. Hoa and S.A. El-Safty, Nanotechnology 22, 485503 (2011).
N. Van Hieu, L.T.B. Thuy, and N.D. Chien, Sens. Actuators B. 129, 888 (2008).
T. Jiang, Y. Wang, D. Meng, X. Wu, J. Wang, and J. Chen, Appl. Surf. Sci. 311, 602 (2014).
A.P. Moura, L.S. Cavalcante, J.C. Sczancoski, D.G. Stroppa, E.C. Paris, A.J. Ramirez, J.A. Varela, and E. Longo, Adv. Powder Technol. 21, 197 (2010).
H. Siddiqui, M.S. Qureshi, and F.Z. Haque, Opt. Int. J. Light Electron Opt. 125, 4663 (2014).
L. Debbichi, M.C. Marco de Lucas, J.F. Pierson, and P. Krüger, J. Phys. Chem. C 116, 10232 (2012).
B.G. Ganga, M.R. Varma, and P.N. Santhosh, CrystEngComm 17, 7086 (2015).
K. Reimann and K. Syassen, Solid State Commun. 76, 137 (1990).
J.F. Xu, W. Ji, Z.X. Shen, W.S. Li, S.H. Tang, X.R. Ye, D.Z. Jia, and X.Q. Xin, J. Raman Spectrosc. 30, 413 (1999).
Y. Bo, B. Huang, Y. Zhang, J. Wang, W.M. Lau, and Z. Zheng, Powder Technol. 264, 396 (2014).
H. Zhu, A. Liu, G. Liu, and F. Shan, Appl. Phys. Lett. 111, 143501 (2017).
K. Mageshwari and R. Sathyamoorthy, Mater. Sci. Semicond. Process. 16, 337 (2013).
Y. Wang, T. Jiang, D. Meng, J. Kong, H. Jia, and M. Yu, RSC Adv. 5, 16277 (2015).
T. Jan, J. Iqbal, Q. Mansoor, M. Ismail, M. Sajjad Haider Naqvi, A. Gul, S. Faizan-ul-Hassan Naqvi, and F. Abbas, J. Phys. D. 47, 355301 (2014).
D. Wang, B. Yan, C. Song, T. Ye, and Y. Wang, J. Electron. Mater. 47, 744 (2018).
A. Rydosz and A. Szkudlarek, Sensors 15, 20069 (2015).
Z. Li, N. Wang, Z. Lin, J. Wang, W. Liu, K. Sun, Y.Q. Fu, and Z. Wang, ACS Appl. Mater. Interfaces 8, 20962 (2016).
A. Boudiba, C. Zhang, C. Bittencourt, P. Umek, M.-G. Olivier, R. Snyders, and M. Debliquy, Procedia Eng. 47, 1033 (2012).
J.P. Baxter, M. Grunze, and C.W. Kong, J. Vac. Sci. Technol. A 6, 1123 (1988).
P. Tyagi, A. Sharma, M. Tomar, and V. Gupta, Procedia Eng. 87, 1075 (2014).
V.B. Kamble and A.M. Umarji, RSC Adv. 5, 27509 (2015).
J. Hennemann, C.-D. Kohl, B.M. Smarsly, T. Sauerwald, J.-M. Teissier, S. Russ, and T. Wagner, Phys. Status Solidi 212, 1281 (2015).
D. Montes, E. Tocuyo, E. González, D. Rodríguez, R. Solano, R. Atencio, M.A. Ramos, and A. Moronta, Microporous Mesoporous Mater. 168, 111 (2013).
M. Pishahang, Y. Larring, E. van Dijk, F. van Berkel, P.I. Dahl, P. Cobden, M. McCann, and E. Bakken, Ind. Eng. Chem. Res. 55, 1024 (2016).
J. Hennemann, T. Sauerwald, C.-D. Kohl, T. Wagner, M. Bognitzki, and A. Greiner, Phys. Status Solidi 209, 911 (2012).
M. Chen, J. Zhao, and X. Zhao, Electrochim. Acta 56, 5016 (2011).
M. Saranya, C. Santhosh, R. Ramachandran, P. Kollu, P. Saravanan, M. Vinoba, S.K. Jeong, and A.N. Grace, Powder Technol. 252, 25 (2014).
N.S. Ramgir, S.K. Ganapathi, M. Kaur, N. Datta, K.P. Muthe, D.K. Aswal, S.K. Gupta, and J.V. Yakhmi, Sens. Actuators B. 151, 90 (2010).