Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Một phương pháp dễ dàng để tổng hợp các cấu trúc nano CdO bị pha tạp Zn và nghiên cứu so sánh về ứng dụng cảm biến độ ẩm và quang xúc tác
Tóm tắt
Các hạt nano CdO tinh khiết và CdO bị pha tạp Zn được tổng hợp thông qua một phương pháp đốt cháy vi sóng mới. Cấu trúc, hình thái, thành phần hóa học và tính chất quang học của các mẫu đã được điều tra một cách hệ thống. Mẫu tinh thể X-ray cho thấy cả mẫu tinh khiết và mẫu bị pha tạp đều có tính chất tinh thể đơn nhất với cấu trúc CdO hình khối Fm3m. Phân tích kính hiển vi điện tử quét phát xạ trường cho thấy hình thái hình cầu với đường kính trung bình khoảng 25–35 nm. Các nghiên cứu quang học chỉ ra rằng, CdO bị pha tạp Zn2+ làm giảm năng lượng băng (Eg) từ 3,42 eV xuống 3,12 eV. Cảm biến được sản xuất qua một quy trình cực kỳ đơn giản trong đó bột Zn-CdO được lắng đọng trực tiếp vào điện cực interdigital chìm trong một bể hóa chất dưới điều kiện môi trường. Cảm biến được đề xuất cho thấy hành vi gần như tuyến tính trong một khoảng độ ẩm đã chọn (giữa 10% và 90% RH) và thời gian phản hồi nhanh (25 giây) và thời gian hồi phục (20 giây). Kết quả thí nghiệm tái lập của chúng tôi chứng minh rằng các hạt nano CdO bị pha tạp Zn có tiềm năng lớn cho ứng dụng cảm biến độ ẩm trong hoạt động ở nhiệt độ phòng. Các mẫu cũng được điều tra thêm về hoạt tính quang xúc tác qua việc phân hủy Rhodamine B và Methyl orange dưới bức xạ ánh sáng UV. Cơ chế quang xúc tác được cải thiện bởi sự pha tạp Zn cũng được thảo luận chi tiết.
Từ khóa
#CdO #hạt nano #pha tạp Zn #cảm biến độ ẩm #hoạt tính quang xúc tác #vi sóngTài liệu tham khảo
S. Hu, H. Chen, G. Fu, and F. Meng, Sens. Actuators B Chem. 134, 769 (2008).
X. Song, Q. Qi, T. Zhang, and C. Wang, Sens. Actuators B Chem. 138, 368 (2009).
M. Parthibavarman, V. Hariharan, and C. Sekar, Mater. Sci. Eng. C 31, 840 (2011).
Z. Zhao, D.L. Morel, and C.S. Ferekides, Thin Solid Films 413, 203 (2002).
B.J. Lewis and D.C. Paine, Mater. Res. Soc. Bull. 25, 22 (2000).
M. Yan, M. Lane, C.R. Kannewurf, and R.P.H. Chang, Appl. Phys. Lett. 78, 02342 (2001).
J.K. Rajput, T.K. Pathak, V. Kumar, and L.P. Purohit, Appl. Surf. Sci. 409, 8 (2017).
M.M. Rahman, F.K. Algethami, A.M. Asiri, H.M. Marwani, and B. Alhogbi, Nano-Struct Nano-Objects 10, 141 (2017).
N.B. Sonawane, P.K. Baviskar, R.R. Ahire, and B.R. Sankapal, Mater. Chem. Phys. 191, 168 (2017).
P. Velusamy, R. Ramesh Babu, K. Ramamurthi, E. Elangovan, J. Viegas, and M. Sridharan, J. Phys. Chem. Solids 112, 127 (2018).
T. Wang, X. Kou, L. Zhao, P. Sun, C. Liu, Y. Wang, K. Shimanoe, N. Yamazoe, and L. Geyu, Sens. Actuators B. Chem. 250, 692 (2017).
N. Rajesh, J.C. Kannan, T. Krishnakumar, A. Bonavita, S.G. Leonardi, and G. Neri, Ceram. Int. 41, 14766 (2015).
B. Murali Babu and S. Vadivel, J. Mater. Sci. Mater. Electron. 28, 2442 (2017).
M. Premkumar and S. Vadivel, J. Mater. Sci. Mater. Electron. 28, 8460 (2017).
M. Sabarilakshmi and K. Janaki, J. Mater. Sci. Mater. Electron. 28, 5329 (2017).
M. Parthibavarman, K. Vallalperuman, S. Sathishkumar, M. Durairaj, and K. Thavamani, J. Mater. Sci. Mater. Electron. 25, 730 (2014).
S. Sivakumar, A. Venkatesan, P. Soundhirarajan, and C.P. Khatiwada, Spectrochim. Acta Part A Mol. Biomol. Spectrosc. 136, 1751 (2015).
V.K. Gupta, A. Fakhri, S. Tahami, and S. Agarwal, J. Colloid Interface Sci. 504, 164 (2017).
Z.V. Popovic, G. Stanisic, D. Stojanovic, and R. Kostic, Phys. Status Solidi A 165, 109 (1991).
B. Fahin, Sci. World J. 3–4, 172052 (2013).
M. Karthik, M. Parthibavarman, A. Kumaresan, S. Prabhakaran, V. Hariharan, R. Poonguzhali, and S. Sathishkumar, J. Mater. Sci. Mater. Electron. 28, 6635 (2017).
V. Hariharan, S. Radhakrishnan, M. Parthibavarman, R. Dhilipkumar, and C. Sekar, Talanta 85, 2166 (2011).
Y. Gulen, F. Bayansal, B. Sahin, H.A. Cetinkara, and H.S. Guder, Ceram. Int. 39, 6475 (2013).
S. Vadivel and G. Rajarajan, Mater Sci. Mater. Electron. 26, 3155 (2015).