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氧化铱纳米颗粒修饰的碳纳米管气体传感

DOI:10.3390/s19010113 期刊:Sensors 出版年份:2018 更新时间:2025-09-23 15:22:29
摘要: 研究了掺杂氧化铱纳米颗粒的多壁碳纳米管(IrOx-MWCNTs)用于检测二氧化氮和氨等有害气体的性能。采用基于水解和酸缩合生长机制的两步法合成了金属氧化物纳米颗粒,并将其用于修饰碳纳米管侧壁。在不同实验条件下,与裸碳纳米管相比,氧化铱纳米颗粒修饰的碳纳米管材料对NH3和NO2表现出更高且更稳定的响应,由此确定了最佳工作温度,并估算了检测限和定量限。此外,采用多种形貌与成分表征技术对所用纳米材料进行了研究,并提出了气体传感机制。
作者: Juan Casanova-Cháfer,Eric Navarrete,Xavier Noirfalise,Polona Umek,Carla Bittencourt,Eduard Llobet
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研究概述 实验方案 设备清单

研究二氧化铱纳米颗粒修饰的多壁碳纳米管用于检测二氧化氮和氨等有害气体的特性,并探索气体传感性能的改进。

与裸露的MWCNTs相比,IrOx-MWCNT传感器在检测NH3和NO2时展现出更高的灵敏度、稳定性和重现性,其最佳工作温度分别为NH3的100°C和NO2的150°C。该传感器对其他气体表现出低交叉敏感性,并在潮湿条件下保持良好性能。研究提出了一种涉及Ir氧化态氧化还原相互作用的气体传感机制。这种纳米材料在气体检测的实际应用中具有良好前景。

曝光和恢复时间分别设定为30分钟和一小时,这可能导致响应结果出现悲观偏差,因为完全稳定需要更长时间。理论上的检测限(LOD)和定量限(LOQ)估计值需要通过极低浓度下的实验测量来确认。对乙醛等某些气体的交叉敏感性显示出漂移和脱敏问题。

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