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钯修饰三氧化钼纳米线标签的室温氢致变色行为

DOI:10.1016/j.matchemphys.2019.01.070 期刊:Materials Chemistry and Physics 出版年份:2019 更新时间:2025-09-24 04:06:06
摘要: 开发一种安全、低成本且高灵敏度的可视气体检测技术具有重要意义,可作为传统氢气传感器的关键补充。本研究成功研制并测试了一类室温下工作的柔性三氧化钼纳米线标签(NWLs),其表面修饰钯纳米颗粒后可作为肉眼可读的氢气指示剂。该纳米线标签即使在极低浓度(0.1%)下也会由白色转变为蓝灰色,肉眼可见的颜色变化在65秒内发生,且呈现渐进式白转蓝灰过程。三氧化钼纳米线标签与氢气的反应具有高灵敏度、快速响应和时间分辨特性,该过程可分为快慢两个响应阶段——分别由氢气浓度和Pd@MoO3本征属性主导。通过200°C空气环境中退火2小时可实现颜色响应的可逆性,且相对于其他易燃气体(如CO、乙醇、甲醇)对氢气具有选择性。这种气致变色纳米线标签涉及氢气存在下钯催化还原三氧化钼的机理,其柔性优势更展现出在高效可视氢气检测中的应用前景。
作者: Kaikai You,Fan Cao,Guitai Wu,Pengfei Zhao,Hao Huang,Zhao Wang,Yongming Hu,Haoshuang Gu,John Wang
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研究概述 实验方案 设备清单

开发一种安全、低成本且高灵敏度的氢气可视化检测技术,作为传统氢气传感器的有效补充。

这种柔性钯修饰三氧化钼纳米线标签在室温下对氢气检测展现出快速、灵敏且可逆的肉眼可见变色响应,具有高选择性。其显色过程包含由氢气浓度和材料特性主导的两个阶段,氧空位作为发色中心发挥作用。凭借柔性与优异性能,该标签有望应用于管道接口等实际场景,实现安全低成本的氢气检测。

该研究仅限于室温条件和特定氢气浓度;其机制(如青铜相形成与氧空位)尚需进一步探究??赡婀躺婕巴嘶鸫?,这可能不适用于所有应用场景,且超过12次循环后的长期稳定性尚未进行充分测试。

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