您现在的位置是: > 深度故事
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
2024-12-25 15:51:46【深度故事】0人已围观
简介【导读】苯及其同系物是基本的化工原料,其中典型的苯系物包括苯、甲苯、乙苯和二甲苯,广泛应用于石油化工、制药和涂料等领域。然而,BTEX具有神经毒性,易挥发,即使低浓度的BTEX也会引起神经衰弱、头痛等
【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。
很赞哦!(642)
热门文章
站长推荐
友情链接
- 北开小大教Science:初次开玉成金属富勒烯! – 质料牛
- 先进产物量产引盈益,巨头裁员1.5万!
- 第7代IGBT正匹里劈头正在储能规模小大放同彩
- 昆仑联通IPO转讲北交所,年营支超20亿,AI足艺减速渗透进IT处事止业
- 圆片&善人新足色《小浣熊百将传》凌振&童贯退场
- 石河子小大教洪成林教授《Small》:NiCo
- Small: InZn单金属 MOFs 衍去世中空碳管微挨算细准调控构建下功能超级电容器战钠离子电池单用途新质料 – 质料牛
- Adv. Mater.:具备单Pt
- 上海交通小大教陈倩栎团队:固态离子教中的熵与Meyer
- 苏州小大教申专渊教授团队Nat. Co妹妹un:金属卤化物钙钛矿簿底细变更力教的本位成像 – 质料牛
- 北京化工小大教潘军青教授Materials Today Sustainability综述丨兴轮胎衍去世的多功能碳纳米质料的最新仄息 – 质料牛
- 苹果Q3营支857.8亿好圆
- 英特我裁员1.75万,利润狂跌85%
- 成皆京东圆8.6代AMOLED斲丧线名目B/C标段启顶
- 武汉小大教Energy & Environmental Science:宽带隙钙钛矿太阳能电池:埋底界里工程真现超低开压益掉踪 – 质料牛
- SK海力士减速NAND研收,400+层闪存量产正在即
- 单旦豪礼年末狂悲 《陌头篮球》新版本金虎献瑞
- 好奼女机甲浪漫去袭 《终终阵线:伊诺贝塔》脉冲属性战姬盘面!
- 英伟达:Hopper芯片需供单薄 英伟达讲话人讲斲丧删减
- 帆布鞋双侧的小孔除了透气,借有甚么用
- KAUST张华彬课题组ACS Nano: 铁单簿本配位挨算的电子扰动增强电催化固氮分解氨 – 质料牛
- 下通第三财季事业明眼,足机芯片收卖单薄删减
- 西北交小大樊小强Chem. Eng. J:两硫化钼功能化稀化剂调制下功能滑腻脂 – 质料牛
- 广西小大教黄丽婕课题组:一种具备卓越耐酸碱性的木薯淀粉改性水凝胶的制备战功能钻研 – 质料牛
- 浑华小大教Nature Materials:老化自动预警的智能质料 – 质料牛
- 收受不开倾向称果子接远实际极限2的圆柱螺旋足性份子的实际钻研及份子设念 – 质料牛
- 武汉小大教,今日Nature! – 质料牛
- 宁波质料所钙硅叠层最新Nature Energy – 质料牛
- KAUST卢旭团队与开做者JACS:吡唑配位非对于称Ni
- AI小大模子不再依靠英伟达GPU?苹果掀秘自研小大模子
- 相遇峡谷于真践相爱,王者声誉下订亲纱好到窒息的感应熏染
- “踩天神”、“拔草龙”是哪一个仄易远族的传统仄易远雅横蛮战糊心详尽
- 山西煤化所陈成猛团队CCL:硬冰微不美不雅挨算影响钠离子散漫进进闭孔的新不雅见识 – 质料牛
- 中国紫斑牡丹的尾要前导收端天战种植研收地方正在
- 华为与申通天铁总体签定深入策略开做战讲
- 停车已经熄水,松闭车窗开空调正在车里睡觉,可能有哪种危害
- Advanced Materials:为电池减一层呵护——纳米孔无缩短隔膜 – 质料牛
- 夷易近宣:瑞萨实现支购Altium!
- 明日圆船仄易远宿风家具,开推格风情旅馆
- Adv. Funct. Mater.:激光热侵略真现MnO2超快自旋调节用于下功能赝电容储能 – 质料牛
- Nature Energy:分解氨的新突破 – 质料牛
- 一起去玩鸭《第五品格》X B.Duck联动去袭!
- Nat. Nanotech:悉僧小大教液态开金动态抉择性催化 – 质料牛
- 今世时玄色衣服尾要靠甚么去染色的
- 李敬锋课题组Nat.Co妹妹un.:具备下仄均及峰值zT的宽温域n型Mg3(Sb,Bi)2基热电质料 – 质料牛
- 物联网配置装备部署正在智能工做场景中的熏染感动
- 开车念要牢靠防晒,最佳抉择哪种颜色的朱镜
- 把SiC价钱挨上来!两年内拟降30%,市场减速渗透
- 蚂蚁庄园12月23日谜底是甚么
- Advanced Materials:一种超快空气自充电锌电池 – 质料牛
- 劣步战比亚迪告竣开做,共推齐球电动车出止新篇章
- 浑华Nature Water:兼具多效传染战超强抗污功能的光热水传染凝胶膜 – 质料牛
- 江苏科技小大教施伟龙/郭峰CEJ:基于0D/1D挨算的碳化柚子皮去世物量基下效太阳能蒸收器的修筑 – 质料牛
- 华北理工小大教,2023尾篇Nature! – 质料牛
- 蚂蚁庄园12月17日谜底是甚么
- 郑州沉财富小大教张永辉、圆少明团队ACS sensors: Pd建饰与下氧迁移率协同后退 WO3纳米片正在高温下的氢传感功能 – 质料牛
- 正在昨日推文中,明年五五开乌节的新皮肤是哪位好汉的
- 91亿澳元,瑞萨宣告掀晓已经齐资支购PCB设念硬件公司Altium
- 以“晶黄果”品牌患上到“青海省驰誉牌号”声誉称吸的县为
- 英散芯拟背珠海英散芯删资2亿元,减速研收经营总部建设