Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Phản ứng phản xạ của cảm biến đầu sợi quang với lớp nano-composite Graphene Oxide đã giảm để phát hiện ethanol trong nước
Tóm tắt
Trong nghiên cứu này, việc sử dụng đầu sợi quang có hình nón được phủ Graphene Oxide đã giảm (rGO) làm cảm biến được điều tra. Các nano-composite rGO được phủ trên cảm biến sợi nón đã được đặc trưng hóa bằng phương pháp nhiễu xạ tia X (XRD), phổ Raman, và kính hiển vi điện tử quét phát xạ trường (FESEM). Việc tối ưu hóa lớp rGO và các thông số đầu sợi nón đã được thực hiện và khả năng cảm biến của thiết bị đã được thử nghiệm với các nồng độ khác nhau của ethanol trong nước. Lớp nano-composite đã cải thiện hiệu suất của cảm biến bằng cách thể hiện độ nhạy cao đối với ethanol trong nước khi được kiểm tra trong vùng khả kiến sử dụng máy quang phổ trong khoảng bước sóng quang học từ 500–700 nm. Phản ứng phản xạ của đầu sợi quang phủ rGO giảm tuyến tính khi tiếp xúc với các nồng độ ethanol dao động từ 20-80%.
Từ khóa
#sợi quang #Graphene Oxide #cảm biến #nano-composite #ethanol trong nướcTài liệu tham khảo
Banerjee, A., Mukherjee, S., Verma, R.K., Jana, B., Khan, T.K., Chakroborty, M., Das, R., Biswas, S., Saxena, A., Singh, V.: Fiber optic sensing of liquid refractive index. Sensors Actuators B Chem. 123(1), 594–605 (2007)
Rickelt, L.F., Ottosen, L.D.M., Kühl, M.: Etching of multimode optical glass fibers: A new method for shaping the measuring tip and immobilization of indicator dyes in recessed fiber-optic microprobes. Sensors Actuators B Chem. 211, 462–468 (2015)
Shabaneh, A.A., Girei, S.H., Arasu, P.T., Rahman, W.B.W.A., Bakar, A.A.A., Sadek, A.Z., Lim, H.N., Huang, N.M., Yaacob, M.H.: Reflectance response of tapered optical fiber coated with graphene oxide nanostructured thin film for aqueous ethanol sensing. Opt. Commun. 331, 320–324 (2014)
Lin, J.: Recent development and applications of optical and fiber-optic pH sensors. Trends Anal. Chem. 19(9), 541–552 (2000)
Fidanboylu and Efendioglu, HS: Fiber optic sensors and their applications. Symp. A Q. J. Mod. Foreign Lit. 1–6, 2009.
Mukherjee, A., Munsi, D., Saxena, V., Rajput, R., Tewari, P., Singh, V., Ghosh, A.K., John, J., Wanare, H., Gupta-Bhaya, P.: Characterization of a fiber optic liquid refractive index sensor. Sensors Actuators B Chem. 145(1), 265–271 (2010)
Tian, Y., Wang, W., Wu, N., Zou, X., Wang, X.: Tapered optical fiber sensor for label-free detection of biomolecules. Sensors 11(4), 3780–3790 (2011)
Pei, S., Cheng, H.M.: The reduction of graphene oxide. Carbon N. Y. 50(9), 3210–3228 (2012)
Gadipelli, S., Guo, Z.X.: Graphene-based materials: Synthesis and gas sorption, storage and separation. Prog. Mater. Sci. 69, 1–60 (2015)
Wang, Y.-P., Tian, B., Sun, W.-R., Liu, D.-Y.: Analytic study on the mixed-type solitons for a (2 + 1)-dimensional N-coupled nonlinear Schrödinger system in nonlinear optical-fiber communication. Commun. Nonlinear Sci. Numer. Simul. 22(1–3), 1305–1312 (2015)
Lee, B.H., Min, E.J., Kim, Y.H.: Fiber-based optical coherence tomography for biomedical imaging, sensing, and precision measurements. Opt. Fiber Technol. 19(6), 729–740 (2013)
Carenco, A., Scavennec, A.: Active opto-electronic components. Comptes Rendus Phys. 4(1), 85–93 (2003)
Al-Qazwini, Y., Noor, A.S.M., Arasu, P.T., Sadrolhosseini, A.R.: Investigation of the performance of an SPR-based optical fiber sensor using finite-difference time domain. Curr. Appl. Phys. 13(7), 1354–1358 (2013)
Chan Lee, S., Some, S., Wook Kim, S., Jun Kim, S., Seo, J., Lee, J., Lee, T., Ahn, J.-H., Choi, H.-J., Chan Jun, S.: Efficient Direct Reduction of Graphene Oxide by Silicon Substrate. Sci. Rep. 5, 12306 (2015)
Konios, D., Stylianakis, M.M., Stratakis, E., Kymakis, E.: Dispersion behaviour of graphene oxide and reduced graphene oxide. J. Colloid Interface Sci. 430, 108–112 (2014)
Arasu, P., Noor, A., Shabaneh, A.: Absorbance properties of gold coated fiber Bragg grating sensor for aqueous ethanol. J. Eur. Opt. Soc. 9, 14018 (2014)
Aguilar-Soto, J.G., Antonio-Lopez, J.E., Sanchez-Mondragon, J.J., May-Arrioja, D.A.: Fiber Optic Temperature Sensor Based on Multimode Interference Effects. J. Phys. Conf. Ser. 274, 012011 (2011)
Wang, P., Brambilla, G., Ding, M., Semenova, Y., Wu, Q., Farrell, G.: High-sensitivity, evanescent field refractometric sensor based on a tapered, multimode fiber interference. Opt. Lett. 36(12), 2233–2235 (2011)
Loryuenyong, V, Totepvimarn, K, Eimburanapravat, P, Boonchompoo, W, Buasri, A: Preparation and Characterization of Reduced Graphene Oxide Sheets via Water-Based Exfoliation and Reduction Methods. Advances in Material Science and Engineering. pp. 1–5 (2013)
Cao, N, Zhang, Y: Study of Reduced Graphene Oxide Preparation by Hummers’ Method and Related Characterization. J. Nanomater. pp. 1–5 (2015)
N. T. Sl, Nanoinnova Technologies SL C/Faraday 7, 28049 Madrid http://www.nanoinnova.com. pp. 7–9.
Shabaneh, A., Girei, S., Arasu, P., Mahdi, M., Rashid, S., Paiman, S., Yaacob, M.: Dynamic response of tapered optical multimode fiber coated with carbon nanotubes for ethanol sensing application. Sensors (Switzerland) 15(5), 10452–10464 (2015)
Yadav, T.K., Mustapa, M.A., Abu Bakar, M.H., Mahdi, M.A.: Study of single mode tapered fiber-optic interferometer of different waist diameters and its application as a temperature sensor. J. Eur. Opt. Soc. 9, 8–12 (2014)