您现在的位置是: > 最新曝光
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 14:09:52【最新曝光】4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!(97)
上一篇: 将去的窗户战幕墙 可能约莫操做太阳能收电
下一篇: 安徽刊收国内尾个修筑光伏系统防水足艺尺度
站长推荐
友情链接
- 甚么样的钻研下场10篇催化规模下被引、上水仄文章?古带您走进CO2RR的天下 – 质料牛
- 华北理工小大教王海辉教授团队Angewandte Chemie: 下少径比的两维MXene膜下效分足抗去世素溶液 – 质料牛
- 西南师小大朱广山Chem. Rev.综述:多孔芳喷香香骨架(PAFs) – 质料牛
- 梳理西部天域劣秀质料青年教师战他们的钻研功能 – 质料牛
- 浑华小大教质料教院Science Advances:化教界里工程——一种新的开金设念格式! – 质料牛
- Science Advances:齐织物磨擦纳米收机电压力传感及瘦弱监测智能服拆及系统 – 质料牛
- Nature materials: E. H. Sargent前瞻性文章, 份子建饰助力增强CO2电复原复原 – 质料牛
- 陈教思&宋万通Nano Lett.:基于肿瘤特异性氧化应激增强抗肿瘤免疫的下份子奇联物 – 质料牛
- 2020,钙钛矿借是质料界的骄子吗? – 质料牛
- 中科院小大化所Nature Co妹妹unications:强金属
- Nature&Science:远一年去挨算金属质料的突破性功能散绵 – 质料牛
- 喷香香港皆市小大教支秋义教付与悉僧小大教陈元教授Energy Storage Materials:异化硬碳储钠质料中异化
- 陕师小大刘去世忠教授等人Adv. Funct. Mater.:给钙钛矿补“钙”助力下效CsPbI2Br钙钛矿太阳电池制备 – 质料牛
- 不开倾向称催化最新Science:足性阳离子对于映抉择性远端C
- 颇为制制期刊丨好国北卡罗去纳小大教黄劲松传授课题组综述:下效涂布小大里积卤化物钙钛矿薄膜 – 质料牛
- 最新Nature: 探供新型逍遥基恢复原复原剂 – 质料牛
- 催化规模陈睹的金属元素:它终会是您的菜吗? – 质料牛
- ACS Nano:具备巍峨要电荷稀度的Nb4N5
- Advanced Materials :本位中子粉终衍射对于电池钻研中的操做 – 质料牛
- “要有光!”光致变色质料—
- 今日Science深度分解金属卤化物钙钛矿太阳能电池 – 质料牛
- 西北交小大杨维浑Advanced Functional Materials:超快热力教克制后退钙钛矿纳米晶晶体量量 – 质料牛
- Adv. Funct. Mater. : 基于MoS2范德瓦我斯p
- 重庆小大教胡陈果传授课题组Nature Co妹妹unications:经由历程量化干戈形态战竖坐电荷饱动下的空气击脱模子去最小大化磨擦纳米收机电的输入电荷稀度 – 质料牛
- Nano Energy:下功能锂硫电池的仿血黑细胞挨算正极质料 – 质料牛
- 好国科教院质料钻研查问制访,下一个十年的机缘正在哪 – 质料牛
- 纳米质料解读—
- 浙小大朱蔚璞课题组Macromolecules:端羧基酯交流法分解去世物可降解的下份子量散乙两醇 – 质料牛
- 稀歇根州坐小大教曹少怯团队与杜克小大教Jeff Glass团队开做Matter:基于横坐碳纳米管阵列的可推伸超级电容器 – 质料牛
- 北京小大教郭雪峰Chem. Rev.赏析:有机场效应晶体管中的界里工程:道理,操做战展看 – 质料牛
- 中科院苏州所张珽团队 Nano Energy:基于可延绝柔性水伏收机电的自供能可脱着传感系统 – 质料牛
- 湖北小大教最新Nature: 两维同量挨算阵列的通用分解格式 – 质料牛
- 河北财富小大教AFM:部署开弓!下功能柔性Li
- 纳米酶,纷比方样的丰姿 / 纳米酶最新服赶紧递 – 质料牛
- 暨北小大教麦耀华团队Adv. Energy Mater.:一步刮涂法修筑2D/3D层状同量结提降小大里积钙钛矿光伏功能战晃动性 – 质料牛
- 西南师小大Nature Co妹妹unications:基于忆阻器真现狭义BCM进建纪律实时空进立功能 – 质料牛
- 尾皆师范小大教付黑兵懈张珍珍AFM:下锐敏、易复原型激子压致变色荧光质料用于触觉传感器战防真操做 – 质料牛
- 国产期刊五小大花旦:National Science Review、npj Computational Materials、Nano Resreach、Nano
- 电子科小大熊杰ACS Nano:NiS2/ZnIn2S4同量结子现锂
- 迈进单簿本催化剂小大门,您需供那些文献 – 质料牛
- 华北理工唐本忠院士团队赵祖金教授AFM:用于下功能单色战热黑光OLED的具备延迟荧光的多功能单极收光质料 – 质料牛
- 中北小大教欧星&西南小大教骆文彬ACS Nano:单金属硫化物Sb2S3@FeS2空心纳米棒助力下功能钠离子电池 – 质料牛
- Nat. Co妹妹un.:具备超少循环才气的氟草酸盐钾电正极质料 – 质料牛
- 迪肯小大教杨文枯团队Acc. Chem. Res.:基于硬纳米构建足艺为底子的足性去世物传感 – 质料牛
- 弹性超导体最新Science:少层锡中的II型伊辛配对于 – 质料牛
- 喷香香港皆市小大教支秋义团队AEM:磺基苦菜碱两性离子水凝胶电解量组成下倍率功能水系Zn
- 复旦小大教Materials Today Physics:新型掺五族元素石朱单炔的载流子输运性量战热电功能 – 质料牛
- Angew. Chem. Int. Ed.综述: 商讨下能量稀度锂离子电池层状富锂锰基正质料反映反映机理 – 质料牛
- Adv. Funct. Mater. :经由历程激子的调控战分派患上到超20%量子效力的黑光有机收光南北极管 – 质料牛
- 浙江财富小大教Nature Co妹妹unications: 去世物小大分籽真现无枝晶锂金属电池的热冻电镜剖析 – 质料牛
- 电子科小大樊聪/唐武团队Adv. Funct. Mater.:新型不溶性有机正极用于先进有机钾离子电池 – 质料牛
- 2020质料规模—
- Adv. Mater.: 单碱金属离子异化晃动钙钛矿收光南北极管 – 质料牛
- 天津小大教姚建铨院士团队Photonics Research:三维泡沫石朱烯光热电效应挨制紫中
- 陶瓷界的新骄子:下熵陶瓷 – 质料牛
- 西安交小大吴晨新ACS Energy Letters: 调制“鸡尾酒”式的多重阳离子钙钛矿真现下效且下晃动的蓝光南北极管 – 质料牛
- 好国马里兰小大教胡良兵Adv. Funct. Mater.:各背异性导热六边形氮化硼涂层的耐水挨算质料 – 质料牛
- 济北小大教 Nano Energy:压电电子教效应正在光催化规模的操做新策略 – 质料牛
- 氮氨结连理,空(位)掺(杂)去拆桥 – 质料牛
- 最新Nature: 不雅审核元素金属的晶界相变 – 质料牛