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提高气体传感器的选择性用于VOC识别

尽管金属氧化物半导体(MOS)气体传感器由于其成本低,紧凑的尺寸和对气体的敏感性而被广泛使用,但它们对气体缺乏选择性。本文讨论了最近发表在合金和化合物杂志这突出了氧化im依的传感特性(在2o3)和镍氧化物(NIO)-in2o3挥发性有机化合物(VOC)的复合材料。

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图片来源:Nattawit Khomsanit/shutterstock.com

检测VOC

VOC在环境中广泛传播,对人类健康构成威胁。因此,识别VOC类型和浓度在气体检测中至关重要。基于MOS的气体传感器的应用是一种常见的实践,因为它们的成本较低,紧凑型和高气体传感器响应。然而,天线气体传感器会对多种气体做出反应,从而阻碍其选择性。因此,有必要开发敏感材料以提高基于MOS的气体传感器的选择性。欧洲杯足球竞彩

尽管改变了气体敏感材料的微观结构,用高贵的金属颗粒掺杂,形成P-n异质结或N-N异质界,用还原的石墨烯氧化石欧洲杯足球竞彩墨烯和制备多层结构是一些尝试敏感材料的尝试,但它们仅适用于特定的气体欧洲杯猜球平台。换句话说,当气体具有复杂的组成时,上述传感器类型无法准确识别气体。

在苔藓中,在2o3是一种出色的气体敏感材料,具有宽带的带隙,高电导率和良好的掺杂适应性。此外,IN的表面修饰2o3通过改变其微观结构可以形成有效的扩散通道并获得高比表面积,从而可以有效地改善敏感材料的气体传感性能。欧洲杯足球竞彩基于NIO的P型半导体具有类似的带隙2o3。Nio和In2o3共同形成一个P-N的异质结,促进了IN能量带的转移2o3,从而进一步提高了对气体的敏感性。

2o3和Nio-In2o3VOC检测中的气体传感器

在目前的工作中,研究人员准备2o3和Nio-In2o3气体传感器并测量其气体传感性能。他们观察到Nio-In的响应时间和响应时间2o3气体传感器非常出色,因此被选择进行动态测量。矩形和三角波的组合波形被定制为加热波形。

使用支持向量机(SVM)作为分类器以100%精度识别气体类型。主成分分析(PCA)允许团队处理数据集,使用多项式拟合对VOC进行定量分析,导致相对误差为5%。获得的结果表明,矩形三角波温度调制和逐步识别方案有效地提高了气体传感器的欠发达选择性。

比较IN的气体传感性能2o3和Nio-In2o3气体传感器显示它们具有相似的最佳工作温度。但是,在2o3响应时间明显更长,但恢复时间比Nio-In短2o3。团队确认了Nio-In2o3气体传感器具有稳定的性能和出色的可重复性,并且可以调节周期性温度。

最近的趋势

在最近发表在《杂志》上的文章中传感器和执行器:B。化学,研究人员准备了N-键(IV)氧化物(N-SNO)2)/p-钴(II,III)氧化物(p-Co3o4)复合纳米颗粒作为感应材料。欧洲杯足球竞彩欧洲杯猜球平台控制P-N纳米结和孔(H+) - 电子(E-)浓度,促进N-SNO的构建2/p-co3o4基于纳米颗粒的传感器材料,SN/CO摩尔比为1:0.15,以检测氢(H2)成功,有选择地没有一氧化碳(CO)的交叉敏感性。

在杂志上发表的另一篇文章中胶体和表面A:物理化学和工程方面,研究人员开发了分子有机框架(MOF)衍生的多孔金涂层氧化物 - ([电子邮件保护]2o3)-在2o3异戊二烯,乙醇和甲醛气体传感应用的纳米棒复合材料。

该团队观察到特殊的多孔纳米棒结构有利于高比表面积和CR修饰2o3AU改善了氧成分。此外,从气体测试获得的结果表明[电子邮件保护]2o3-在2o3传感器以典型的VOC生物标志物的可靠检测能力,即十亿(PPB)级浓度,而工作温度低至180摄氏度。反应[电子邮件保护]2o3-在2o3在研究浓度中,异戊二烯的传感器低至50 ppb,乙醇为200 ppb,甲醛为200 ppb。

结论

MOS通常需要中等温度才能进行操作,这不利于实时检测气体。尽管微观结构调制可以降低操作温度,但基于室温的传感器的电导率在关闭检测气体后无法恢复到其初始状态,从而表现出缓慢的恢复速率。

此外,室温传感器的灵敏度受湿度的影响。因此,开发有效的与湿度无关的室温传感材料至关重要。此外,P型氧化物半导体具有独特的催化活性,表面反应性和电性能。

来自Azom的更多信息:考虑掺杂的SRTIO3陶瓷的行为

参考和进一步阅读

Yin,X。T.,Li,J.,Dastan,D.,Zhou,W。D.,Garmestani,H。和Alamgir,F。M.(2020)。H2的超高选择性比CO具有基于P-N纳米结的气体传感器及其机制。传感器和执行器B:化学,319。

https://www.欧洲杯线上买球sciendirect.com/science/article/abs/pii/s0925400520306754

Wu,X.,Wang,H.,Wang,J.,Wang,D.,Shi,L.,Tian,X。和Sun,J。(2022)。VOC基于MOF衍生多孔的气体传感器[电子邮件保护]Cr2o3-在2o3用于呼吸分析的纳米棒。胶体和表面A:物理化学和工程方面,632。

https://www.欧洲杯线上买球sciendirect.com/science/article/abs/pii/s09277775721016216

Wu,Z.,Zhang,H.,Ji,H.,Yuan,Z。和Meng,F。(2022)。Nio-In的新型波形温度调制方法2o3基于测量和识别VOC气体的气体传感器。合金和化合物杂志,165510。

https://www.欧洲杯线上买球sciendirect.com/science/article/abs/pii/s0925838822019016

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Bhavna Kaveti

写的

Bhavna Kaveti

Bhavna Kaveti是位于印度海欧洲杯线上买球得拉巴的科学作家。她拥有印度Vellore Technology Institute的药物化学硕士学位和博士学位。墨西哥瓜纳华托大学的有机和药物化学专业。她的研究工作涉及设计和综合杂环基于生物活性分子,在那里她均暴露于多步骤和多组分合成。在博士研究期间,她致力于合成各种链接和融合的杂环基于肽的分子,这些分子预计具有进一步的功能化的生物活性潜力。在撰写论文和研究论文时,她探索了对科学写作和沟通的热情。

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    卡维蒂(Bhavna)。“提高气体传感器的选择性为VOC识别”。Azom。//www.wireless-io.com/article.aspx?articleId=21734。(2022年6月21日访问)。

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    卡维蒂(Bhavna)。2022。提高气体传感器的选择性用于VOC识别。Azom,2022年6月21日,https://www.wireless-io.com/article.aspx?articleId=21734。

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