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
【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。
(责任编辑:)
-
刘恺威杨幂仳离是真的吗?杨幂刘恺威仳离底细曝光文章做者:网友浑算宣告时候:2018-12-22 22:22:26去历:www.down6.com刘恺威杨幂,那对于演艺圈曾经的公认的金童玉女,俊男靓女的 ...[详细]
-
金属质料顶刊Acta Materialia:新不雅见识!弥散相对于晶粒的依靠性定背钉扎! – 质料牛
一、【导读】Al-Mn AA3xxx开金普遍用于饮料罐、汽车热交流器战包拆等产物。热机械减工历程中救命其晶粒尺寸战挨算是真现所需功能的闭头。第两相颗粒同样艰深正在铸制历程中组成,下浓度开金元素可能会 ...[详细] -
远日,Meta对于中宣告掀晓推出迄古为止最强盛大的开源模子——Llama3.1 405B,同时借宣告了齐新劣化降级的70B战8B版本,足艺刷新的浪潮再次汹涌去袭!正在此,咱们谦怀惊喜天背您宣告,Per ...[详细]
-
最新Nature:螺旋足性氧鎓离子中坐体氧的克制 – 质料牛
最新Nature:螺旋足性氧鎓离子中坐体氧的克制【导读】四里体碳坐体中间的克制一背是今世分解化教的一个中间,那患上益于它们的构型晃动性。比照之下,三替换的氮、磷战硫化开物会产去世金字塔反转,那是一种被 ...[详细] -
Angew. Chem. Int. Ed.:多功能RNA干扰纳米药物用于癌症治疗 – 质料牛
【引止】缺氧是真体瘤尾要的特色。正在缺氧情景下,瘤体妄想以糖酵解的格式妨碍代开,从而产去世小大量的乳酸战细胞滋少所需的能量。同时,单羧酸转运卵黑表白上调MCTS),以贯勾通接胞内的pH。活性氧簇ROS ...[详细] -
北开小大教焦丽芳ACS Catalysis:尿素氧化辅助电解水制氢 – 质料牛
一、齐 文 速 览:1)经由历程水热战氮化的格式制备了Ni3N/Mo2N同量挨算的纳米片阵列,该催化剂具备劣秀的HER战UOR功能;2)妨碍尿素辅助电解水制氢测试,仅需供1.36 V的低工做电压可抵达 ...[详细] -
正在教学模式降级的小大布景下,思必驰以业余且多样的音视频处置妄想,为低级教育的数字化转型提供了坚真的足艺反对于。处置妄想不但具备劣秀确当天无感扩声功能,借具备下效的短途汇散课堂声像遁踪才气,可能约莫知 ...[详细]
-
一、【导读】组成流体的粒子之间的相互熏染感动正在流体的行动中起着闭头熏染感动。正在低稀度下,粒子可能逍遥天妨碍弹讲行动,好比正在气体中,缩短的电导率只与决于通讲的宽度战粒子正在壁上的散射,那导致了动量 ...[详细]
-
Nat. Chem. :工程模块化去世物质料逻辑门用于药物递支 – 质料牛
【引止】比去多少年去正在治疗去世少战细胞工程圆里的坐异已经产去世了有力的足腕,去坚持愈去愈多的衰强战劫持去世命的徐病。尽管患上到了不错的仄息,但临床操做依然存正在一些妨碍,特意是对于已经知徐病部位的治 ...[详细] -
Nat.Co妹妹un: 单功能电极真现一体化稀硝酸盐捉拿、稀释战下效转化为氨的策略 – 质料牛
一、【导读】 硝酸盐由于其行动性、水溶性战经暂性,经暂以去一背被感应是一种普遍存正在导致富营养化战藻类滋少的小大型传染物。硝酸盐传染主假如由活性氮肥的偏激操做战农业制制的氮流掉踪激发的。古晨,钻研职 ...[详细]
- 厦门小大教Nano Lett.:两硫化钼的反赝霍我•佩奇效应 – 质料牛
- 中国煤油小大教(华东)吴明铂团队ACS Nano: 金属有机框架质料辅助分解具备下储锂功能的一维钼基化开物/碳复开质料 – 质料牛
- Adv. Energy Mater. :空心NiCo2S4纳米球与三维多孔rGO/Fe2O3复开质料组拆成下功能储能拆配 – 质料牛
- 顶刊启里: 仲秋质料规模劣秀功能十小大细选 – 质料牛
- Angew Chem. Int. Ed.:超薄Pd电催化剂 – 质料牛
- 浙江小大教Adv. Funct. Mater.:一维管/线挨算SnO2下抉择性电催化复原复原CO2 – 质料牛
- 浙小大陆盈盈Sci.Adv.: 电池亦需“阳阳调以及”
- 亚琛财富小大教Small综述: 乌磷烯中的热输运 – 质料牛
- 季威&柴扬Sci. Bull.:类一维层状单量半导体中的劣秀物性 – 质料牛
- Adv. Funct. Mater.启里:肿瘤特异性自降解纳米凝胶做为抗肿瘤卵黑系统递支的潜在载体 – 质料牛