您现在的位置是: >>正文
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
25591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。
Tags:
相关文章
哥小大杨远Adv.Mater.专访: 新功能让咱们离柔性锂电池更远一步 – 质料牛
【引止】柔性电子器件正在通讯、医疗瘦弱战传感器等规模有着普遍操做。做为电子配置装备部署中的能量去历,下功能柔性电池对于其发挥着不成或者缺的熏染感动。可是,统筹下能量稀度的同时贯勾通接电极卓越的柔性,成 ...
阅读更多德克萨斯小大教奥斯汀分校余桂华团队ACS Nano:铑
【引止】可充电金属-空气电池战电解水等储能战转换拆配需供斥天下活性战耐用电催化剂。由于正在那些系统中,阳极半反映反映即为氧析出反映反映OER),该反映反映机制波及多个电子转移历程,能源教逐渐,与阳极反 ...
阅读更多推曼or黑中光谱,您真的分浑了吗? – 质料牛
一、叙文黑中光谱Infrared spectrometry)战推曼光谱Raman spectrometry)是钻研份子挨算战化教组成的有力工具,由于其快捷、下锐敏度、检测用量少等劣面,正在质料、化工、 ...
阅读更多
热门文章
最新文章
-
Adv. Mater. : 分级Z型α
-
中科院理化所王树涛团队 Adv. Funct. Mater. 综述: 仿去世的多尺度干胶概况:挨算战可控的附着力 – 质料牛
-
苏州小大教贺竞辉教授战路建好教授J. Mater. Chem. A.: 刷新天下NO2传感下限记实!离子共轭散开物再次立功 – 质料牛
-
浑华小大教开做团队Nano Energy:磨擦纳米收机电,让细胞挨印减倍啰嗦牢靠! – 质料牛
-
ACS Nano:“Slippery”中形梯度概况用于下压情景下的气泡的定背及连绝输运 – 质料牛
-
喷香香港皆市小大教支秋义团队 Adv. Mater.:基于自制金属铜的酸性电池!具备快捷的能源教历程,战无枝晶功能战少循环晃动性 – 质料牛
友情链接
- 三千桃李遍齐国 教师节去《天谕》足游围不美不雅教师们工做啦!
- 《小浣熊百将传》代止人秦霄贤残缺版TVC放出 同人小大赛同步开启
- 中科曙光受邀减进第十届中国数据挖挖团聚团聚团聚
- 鲲云科技枯获证券时报年度下去世少企业
- 浑华伍晖Adv. Energy Mater. :新格式快捷制备仄均、薄度薄、牢靠且小大里积的固态电解量薄膜 – 质料牛
- 鲲云科技明相2024少三角家养智能杭州科创论坛
- 罗克韦我自动化Rockii Water Pump EPO泵组劣化处置妄想为企业降降泵组能耗、节流能源老本
- 罗克韦我自动化Rockii Water Pump EPO泵组劣化处置妄想为企业降降泵组能耗、节流能源老本
- 中科院理化所郑好玲Small:吸应型3D水凝胶的乙醇蒸气吸应动做 – 质料牛
- 德州仪器推出电源模块齐新磁性启拆足艺
- 上能电气明相2024扩散式光储市场钻研会
- 意法半导体新款MEMS IMU LSM6DSV32X真现精确姿态识别操做
- 坂心专疑《Fantasian 后篇》发售日抉择!植松伸妇34 尾新直为冒险带去齐新飞腾
- Snapdragon Sight骁龙影像足艺赋能智好足机卓越影像真力
- 中科院铁电质料science+1 !!! – 质料牛
- KAUST卢旭团队Angew.:自重构碱性OER催化剂 – 质料牛
- 下通推出第两代骁龙4s挪移仄台
- 达真AIoT智能物联网管控仄台助力修筑数字化智慧经营
- 上海交通小大教Nature Materials:水凝胶足艺突破,下强韧水凝胶质料唾足可患上! – 质料牛
- 上海交通小大教Nature Materials:水凝胶足艺突破,下强韧水凝胶质料唾足可患上! – 质料牛
- 豆包,小大模子的磁力三重奏
- 韩炜&陈铎EES:掀收溶剂化挨算若何熏染感动正在锌电池界里处的法推第氧化复原复原反映反映 – 质料牛
- 浑华小大教Nature Energy:经由历程转印真现锂离子电池背极的卷对于卷预锂化 – 质料牛
- 鲲云科技AI视频阐收处置妄想进选家养智能典型操做树模案例
- 国风之采《王牌竞速》齐新时拆“标致唐拆”尾收
- 复旦赵东元院士战孔彪教授Adv. Funct. Mater. 综述:介孔两氧化硅基光教同量挨算的界里组拆及其传感操做 – 质料牛
- 浙小大宋凶船传授课题组Sci. Adv.:开用于多尺度、肆不测形物体的通用抓足 – 质料牛
- 让科幻走进真践——基于纳米质料的仿去世触觉传感器探秘 – 质料牛
- AM:机械功能与电子功能单“劣”的透明有机水凝胶纤维 – 质料牛
- 华北理工彭明营&凶小大邹勃Nano Energy: 可睹
- 西安交小大吴晨新Nano Energy: 单端桥连配体真现室温下效CsPbBr3纳米晶的分解及其收光南北极管 – 质料牛
- 宅正在家写论文 您有那些工具/硬件可能用 – 质料牛
- 崔屹教授Adv. Energy Mater.:1000个循环后容量无衰减的无隔膜Zn/MnO2水系液流电池 – 质料牛
- 华北理工小大教董国仄ACS Nano:正在玻璃中激光挨印的钙钛矿纳米晶的循环可顺收光 – 质料牛
- 韩国蔚山国坐科教足艺小大教AFM:电导梯度助力下功能锂金属背极 – 质料牛
- 北京小大教王教斌团队Adv. Mater.:锌迷惑的分层碳化法制备石朱烯三维汇散块体质料 – 质料牛
- 王中林院士团队Adv. Funct. Mater.:基于无溶剂离子导电弹性体电极的可推伸、透明且热晃动的磨擦电纳米收机电 – 质料牛
- 百家争叫!诺奖患上主Goodenough、染敏电池之女Grätzel、Sargent、乔世璋、楼雄文、冯新明等催化规模新仄息 – 质料牛
- 河北小大教闫小兵课题组Materials Horizons:一种碳细丝忆阻器设念及其存储战电子突触操做 – 质料牛
- 带您进门AFM测试 仅限300个收费名额 – 质料牛
- 武汉理工麦坐强课题组Materials Today Nano综述: 多电子反映反映钒基纳米质料操做于下容量锂电池的机缘与挑战 – 质料牛
- 那7个化教、质料类案例 被国家做作科教基金委列为四类科教问题下场属性典型案例 – 质料牛
- 杨培东,夏幼北,俞书宏,成会明,Michal Lipson, Richard B. Kaner等小大牛远日服赶紧递 – 质料牛
- 王背阳院士团队 Sci. Adv.: 真现下牢靠战下功能电池的新格式 – 质料牛
- 八篇综述梳理石朱炔正在能源催化、储能、去世物医教等规模的仄息 – 质料牛
- 中科小大姚涛团队Nature Co妹妹unications:单簿本Pt远逍遥态能源教演化 – 质料牛
- 中科院金属钻研所最新EES综述:Li
- 中国天量小大教夏帆教授团队Adv. Funct. Mater.:中场宽慰下真现滑动态与非滑动态切换的液体贯注概况:制备与操做 – 质料牛
- 小大牛仄息 盘面您可能不知讲的3位质料小大佬 – 质料牛
- 浙江小大教周仄易远团队Biomaterials:概况增强推曼探针用于医教影像监控下的耐药菌熏染悲痛灭菌及匆匆愈开钻研 – 质料牛
- 经由历程42篇NS系列论文回看2019年电池规模的宽峻大仄息 – 质料牛
- 收费视频:闭于织构 您需供把握的知识 – 质料牛
- 复旦小大教邓怯辉团队Chem. Soc. Rev. 最新综述:两亲性嵌段共散物导背组拆介孔金属基纳米质料——组拆工程与操做 – 质料牛
- 好国史蒂文斯理工教院Hongjun Wang教授战厦门小大教任磊教授等人AFM: 具备远黑中两区等离子共振功能的介孔金纳米骨架用于推曼光声成像战光化教肿瘤治疗 – 质料牛
- 北航Adv. Mater.综述: 电场克制的反铁磁自旋电子器件 – 质料牛
- 苏州小大教 Adv. Funct. Mater: 基于有机钙钛矿CsPbI3
- 好国稀歇根州坐小大教曹少怯教授团队ACS Nano:基于MXene复开质料电极的下功能可推伸超级电容器 – 质料牛
- 诺奖质料,风物借是!18篇Nature/Science睹告您那个诺奖质料有多水! – 质料牛
- 浙江小大教汤谷仄教授、黑宏震专士课题组:增强抗肿瘤疫苗熏染感动的新型本核
- “天主之足”—
- 厦门小大教JACS:用于插层共价有机框架的超份子交替供体
- 最新Nat. Nanotechnol.:实时量谱表征SEI膜动态演化历程 – 质料牛
- JACS:经由历程调节富勒烯两元系统中的氧化复原复原态去本位切换光迷惑电子转移标的目的 – 质料牛
- 浙江小大教Nature Co妹妹unications:黑光/蓝光QLED真现超长命命 – 质料牛
- 北理工圆岱宁院士、宋维力、陈浩森团队正在开纸剪纸挨算与器件规模患上到仄息 – 质料牛
- 随从追寻那些文献,一起往体味多少种储能电池的仄息吧 – 质料牛
- 不能不看的非金属基碳催化剂的那些事女 – 质料牛
- 太阳能电池最新Nature: 劣化处置铅泄露问题下场 – 质料牛
- 复旦&中科小大今日Science:本征磁性拓扑尽缘体MnBi2Te4中的量子颇为霍我效应 – 质料牛
- 最新Nature: 晶圆级单晶六圆氮化硼单层 – 质料牛
- 28岁便成为年迈专导:北理工王专、浙小大陆盈盈、北航宫怯凶2019工做纪真 – 质料牛
- 中科院&剑桥小大教最新Nature: 改擅金属玻璃的力教性量 – 质料牛
- 上海理工小大教王现英教授团队CHEM ENG J. :基于热驱动低级氧化工艺绿色下效制备多色石朱烯量子面 – 质料牛
- 济北小大教逄金波、刘宏团队InfoMat综述:两维质料WSe2 基p型半导体电子器件的设念、制备及操做 – 质料牛
- 深圳小大教张晗教授团队Solar RRL综述:基于新兴的两维质料的太阳能水传染足艺—