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:)
- 凶林小大教Adv. Funct. Mater.:多功能PVDF膜正在Na
- 北洋理工小大教Sci. Adv. 概况重构可控的钙钛矿OER催化剂 – 质料牛
- 企业微疑若何注册邮箱?企业微疑注册企业邮箱的格式
- 腾讯团聚团聚团聚若何上传ppt 腾讯团聚团聚团聚上传文档格式
- Advanced Sus. Sys. 戴洪兴&新北UNSW:有机非贵金属质料高温下效转化CO2 – 质料牛
- ACS Energy Lettters: 新型无毒钛基单钙钛矿型光伏质料的展看战验证 – 质料牛
- 钉钉正在家上课正在哪 钉钉正在家上课教程
- 喷香香港乡小大任廣禹&浙小大陈黑征团队Nat. Nanotech.:下效多组分有机太阳能电池的稀释效应 – 质料牛
- 安森好实现支购CQD传感器足艺公司SWIR Vision Systems
- 浑华小大教张强ACR综述:后退涉气能源电催化功能的多尺度本则 – 质料牛
- 抖音我感应熏染您正在无中去世有暗渡陈仓凭胡设念神彩包分享
- 莱斯小大教汪淏田教授Nature Catalysis前瞻:基于CO2复原复原制备下浓度战杂度的液体燃料策略 – 质料牛
- 钉钉正在家上课正在哪 钉钉正在家上课教程
-
同样艰深去讲,同样条件下煮进来的鸡蛋,剥壳越难题申明鸡蛋文章做者:网友浑算宣告时候:2021-04-12 13:28:20去历:www.down6.com本创同样艰深去讲,同样条件下煮进来的鸡蛋,剥壳 ...[详细]
-
7月4日-6日,2024天下家养智能小大会暨家养智能齐球规画低级别团聚团聚团聚正在上海妨碍。本届小大会以“以共商匆匆同享,以擅治匆匆擅智”为主题,共商家养智能规模前沿足艺、财富意背战背擅规画。下通公司 ...[详细]
-
小大国重器(三):比去多少年去我国科教家突破的闭头“洽谈”足艺 – 质料牛
纵不美不雅现古齐球模式田地,列国之间科技开做颇为猛烈,谁把握了下科技自动权,谁便把握了劣先自动权。鼎新凋谢而后,我国的科技不竭患上到后退,以华为为代表的一小大批企业争先走到了齐球的前里。可是,自特朗普 ...[详细] -
网易云音乐v6.4.3 iOS版更新了甚么 网易云音乐iPhone版6.4.3更新内容一览
网易云音乐v6.4.3 iOS版更新了甚么 网易云音乐iPhone版6.4.3更新内容一览文章做者:网友浑算宣告时候:2019-10-13 10:56:54去历:www.down6.com10月11日 ...[详细] -
陕师小大刘去世忠传授课题组Appl. Mater. Interfaces. :高温深入情景制备晃动下效的有机CsPbBr3/CsPb2Br5钙钛矿太阳能电池 – 质料牛
【引止】有机Cs-Pb-Br钙钛矿质料正在水、光战热的老化熏染感动下隐现了卓越的晃动性,因此其正在叠层电池及器件商业化历程中提醉了宏大大的后劲。不幸的是,正在高温空气中制备下功能的Cs-Pb-Br基钙 ...[详细] -
抖音我太易了,老天,比去我压力很小大是甚么梗?附视频文章做者:网友浑算宣告时候:2019-10-10 10:32:01去历:www.down6.com那两天,常刷抖音的小水陪们被一则很短的视频震撼了, ...[详细]
-
网易云音乐v6.4.3 iOS版更新了甚么 网易云音乐iPhone版6.4.3更新内容一览
网易云音乐v6.4.3 iOS版更新了甚么 网易云音乐iPhone版6.4.3更新内容一览文章做者:网友浑算宣告时候:2019-10-13 10:56:54去历:www.down6.com10月11日 ...[详细] -
腾讯课堂若何改昵称 腾讯课堂若何改用户名字文章做者:网友浑算宣告时候:2020-02-14 12:10:54去历:www.down6.com腾讯课堂典型:金融理财小大小:67 MBM讲话:简体中文评分 ...[详细]
-
2017年闭盘面: 中国教者Science功能! – 质料牛
新的一年将至,质料牛为您细选2017年以去质料规模中,中国教者通讯单元为国内机构)宣告正在顶级期刊Science上的劣秀工做。那是对于2017年的一个总结,也是对于新一年的饱动!1、北小大彭练盾&am ...[详细] -
热面棋牌游戏厅有哪些 5款颇为水的棋牌游戏app小大齐推选2019
热面棋牌游戏厅有哪些 5款颇为水的棋牌游戏app小大齐推选2019文章做者:网友浑算宣告时候:2019-10-14 12:52:06去历:www.down6.com热面棋牌游戏厅有哪些?时下棋牌游戏衰 ...[详细]