Газовый сенсор на основе композита MoS2 и функционализированных многостенных углеродных нанотрубок

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Газовый сенсор на основе MoS2 и функционализированных многостенных углеродных нанотрубок (МУНТ) был получен капельным методом drop casting. Было создано покрытие, в котором чувствительный материал состоял из функционализированных МУНТ (обработка в смеси H2SO4/HNO3, в соотношении 3 : 1 об. %), покрытых нанопластинками MoS2. Испытания сенсоров проводились в динамическом режиме по отношению к газам двух различных типов (NO2 и NH3). Сенсор показал высокую относительную чувствительность (|ΔR/R0| = 36%) на 10 ppm NO2 при комнатной температуре 25 ± 1°C. При определении аммиака отклик газового сенсора (при 25 ± 1°C) был существенно ниже по сравнению с детекцией диоксида азота и варьировался в диапазоне 5–12.5% при 50–400 ppm. Было показано, что функционализированные МУНТ выполняли роль проводящей добавки, которая позволила обеспечить высокий отклик сенсора на базе композита MoS2/ф-МУНТ уже при комнатной температуре.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

А. А. Шишин

Новосибирский государственный технический университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: tmyora0@gmail.com
Россия, 630073 Новосибирск

В. Головахин

Новосибирский государственный технический университет

Email: golovaxin-valera@mail.ru
Россия, 630073 Новосибирск

Е. А. Максимовский

ФГБУН Институт неорганической химии им. А.В. Николаева СО РАН

Email: eugene@niic.nsc.ru
Россия, 630090 Новосибирск

А. В. Ищенко

ФГБУН Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН

Email: arcady.ishchenko@gmail.com
Россия, 630090 Новосибирск

М. В. Попов

Новосибирский государственный технический университет; Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева

Email: popovmaxvik@gmail.com
Россия, 630073 Новосибирск; 125047 Москва

Д. О. Кондрашев

Уфимский государственный нефтяной технический университет

Email: Kondrashev.DO@gazprom-neft.ru
Россия, 450064 Уфа

А. Г. Баннов

Новосибирский государственный технический университет

Email: bannov_a@mail.ru
Россия, 630073 Новосибирск

Список литературы

  1. de Menzes R.F., Pirani F., Coletti C., de Macedo L.G.M., Gargano R. // Materials Today Communications. 2022. V. 31. P. 103426. https://doi.org/10.1016/j.mtcomm.2022.103426
  2. Amu-Darko J.N.O., Hussain S., Gong Q., Zhang X., Xu Z., Wang M., Liu G., Qiao G. // Journal of Environmental Chemical Engineering. 2022. V. 11. № 1. P. 109211. https://doi.org/10.1016/j.jece.2022.109211
  3. Zhang L., Ma C., Zhang J., Huang Y., Xu H., Lu H., Xu K.W., Ma F. // Applied Surface Science. 2022. V. 600. P. 154157. https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2022.154157
  4. Kumar A.N., Pal. K. // Materials Advances. 2022. V. 3. № 12. P. 5151. https://doi.org/10.1039/D2MA00301E
  5. Lasek J.A., Lajnert R. // Applied Sciences. 2022. V. 12. № 20. P. 10429. https://doi.org/10.3390/app122010429
  6. Chen S., Qian G., Ghanem B., Wang Y., Shu Z., Zhao X., Yang L., Liao X., Zheng Y. // Advanced Science. 2022. V. 9. № 32. P. 03460. https://doi.org/10.1002/advs.202203460
  7. Naief M.F., Mohammed S.N., Ahmed Y.N., Mohammed A.M. // Inorganic Chemistry Communication. 2023. V. 157. P. 111338. https://doi.org/10.1016/j.inoche.2023.111338
  8. Ahmed Y.N., faiad naief M., Mohammed S.N., Mohammed A.M. // Inorganic Chemistry Communication. 2023. V. 152. P. 110741. https://doi.org/10.1016/j.inoche.2023.110741
  9. Espinosa E.H., Ionescu R., Liobet E., Felten A., Bittencourt C., Sotter E., Topalian Z., Heszler P., Granqvist C.G., Pireaux J.J. // Journal of the Electrochemical Society. 2007. V. 154. № 5. P. 141. https://doi.org/10.1149/1.2667855
  10. Hung N.M., Chinh N.D., Nguyen T.D., Kim E.T., Choi G., Kim C., Kim D. // Ceramics International. 2020. V. 46. № 18. P. 29233. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2020.08.097
  11. Casanova-Chafer J., Navarrete E., Llobet E. // Proceedings. 2018. V. 2. № 13. P. 874. https://doi.org/10.3390/proceedings2130874
  12. Al-Makram N.M., Saleh W.R. // AIP Conf. Proc. 2020. V. 2290. № 1. P. 050031. https://doi.org/10.1063/5.0028240
  13. Singh S., Saggu I, S, m Chen K., Xuan Z., Swihart M.T., Sharma S. // ACS Applied Materials & Interfaces. 2022. V. 14. № 35. P. 40382. https://doi.org/10.1021/acsami.2c09069
  14. Zhou Q., Zhu L., Zheng C., Wang J. // ACS Applied Materials & Interfaces. 2021. V. 13. № 34. P. 41339. https://doi.org/10.1021/acsami.1c12213
  15. Singhal A.V., Charaya H., Lahiri I. // Critical Reviews in Solid State and Materials Sciences. 2017. V. 42. № 6. P. 499. https://doi.org/10.1080/10408436.2016.1244656
  16. Srivastava S., Singh P., Gupta G. // Micro and Nanostructures. 2022. V. 172. P. 207452. https://doi.org/10.1016/j.micrna.2022.207452
  17. Chen J., Lv H., Bai X., Liu Z., He L., Wang J., Zhang Y., Sun B., Kan K., Shi K. // Microporous and Mesoporous Materials. 2021. V. 321. P. 111108. https://doi.org/10.1016/j.micromeso.2021.111108
  18. Nguyet Q.T.M., Duy N.V., Hung C.M., Hoa N.D., Hieu N.V. // Applied Physics Letters. 2018. V. 112. № 15. P. 153110. https://doi.org/10.1063/1.5023851
  19. Xiong Y., Liu W., Wu K., Liu T., Chen Y., Wang X., Tian J. // Journal of Alloys and Compounds. 2022. V. 927. P. 166962. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2022.166962
  20. Kanaujiya N., Anupam, Golimar K., Pandey P.C., Jyoti, Varma G.D. // AIP Conf. Proc. 2018. V. 1953. № 2. P. 030142. https://doi.org/10.1063/1.5032477
  21. Ayesh A.I. // Phys. Lett. Sect. A Gen. At. Solid State Phys. 2022. V. 441. P. 128163. https://doi.org/10.1016/j.physleta.2022.128163
  22. Das B., Behera S., Satpati B., Ghosh R. // Journal of Hazardous Materials. 2022. V. 428. P. 128252. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2022.128252
  23. Monoreo O., Claramunt S., Vescio G., Lahlou H., Leghrib R., Prades J.D. // Transducers & Eurosensors XXVII. 2013. P. 1154. https://doi.org/10.1109/Transducers.2013.6626977
  24. Lee J.S., Kwon O.S., Shin D.H., Jang J. // Journal of Materials Chemistry A. 2013. V. 1. № 32. P. 9099. http://doi.org/10.1039/C3TA11658A
  25. Ryu J., Shim S., Song J., Park J., Kim H.S., Lee S., Shin J.C., Mun J., Kang S. // Nanomaterials. 2023. V. 13. № 3. P. 573. https://doi.org/10.3390/nano13030573
  26. Chu S., Wu M., Yeh T., Lee C., Lee H. // ACS Sensors. 2024. V. 9. № 1. P. 118. https://doi.org/10.1021/acssensors.3c01742
  27. Li W., Shahbazi M., Xing K., Tesfamichael T., Motta N., Qi D. // Nanomaterials. 2022. V. 12. № 8. P. 1303. https://doi.org/10.3390/nano12081303
  28. Neetika, Kumar A., Chandra R., Malik V.K. // Thin Solid Films. 2021. V. 725. P. 138625. https://doi.org/10.1016/j.tsf.2021.138625
  29. Kanaujilya N., Anupam, Golimar K., Pandey P.C., Jyoti, Varma G.D. // AIP Conf. Proc. 2018. V. 1953. № 1. P. 030142. https://doi.org/10.1063/1.5032477

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Методика создания газового сенсора на основе MoS2/ф-МУНТ. Звездочкой отмечены функционализированные МУНТ.

Скачать (153KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Микрофотографии пленки образца MoS2/ф-МУНТ: СЭМ – образец на подложке из текстолита (а)–(г); ПЭМ (д)–(л).

Скачать (840KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Относительная чувствительность газового сенсора по отношению к NO2 (25 ± 1°C, φ = 2.0 ± 0.25%) на основе: MoS2/ф-МУНТ (а); ф-МУНТ (б).

Скачать (132KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Относительная чувствительность газового сенсора по отношению к NH3 (25 ± 1°C, φ = 2.0 ± 0.25%) на базе: MoS2/ф-МУНТ (а); ф-МУНТ (б).

Скачать (157KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2025