بررسی حسگری نانوچندسازه‌های SnO/Graphene و SnO/Bamboo charcoal برای سنجش اتانول

پژوهش های کاربردی در شیمی

دوره 14، شماره 2، شهریور 1399، صفحه 19-25   

نوع مقاله: پژوهشی

نویسندگان

رویا نایبی¹؛ عبدالله فلاح شجاعی^{* 2}؛ سید محسن حسینی گلگو³

¹دانشجوی کارشناسی ارشد شیمی معدنی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه گیلان، رشت، ایران

²استاد شیمی معدنی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه گیلان، رشت، ایران

³استادیار برق الکترونیک، دانشکده فنی، دانشگاه گیلان، رشت، ایران

چکیده

در این پژوهش، نانوچندسازه قلع (II) اکسید دوپه‎شده با گرافن (SnO/graphene) به روش آب‌گرمایی تهیه شد. برای شناسایی ویژگی ساختاری نانوچندسازه و بررسی برهم‌کنش نانوذرات از پراش پرتو ایکس (XRD)، طیف‌سنجی تفکیک انرژی (EDS)، میکروسکوپی الکترونی روبشی (SEM) و طیف‌سنجی فروسرخ تبدیل فوریه (FTIR) استفاده شد. سپس، نانوچندسازه SnO/graphene به‌عنوان لایه حساس و فعال در تهیه حسگر گازی به‎کارگرفته شد و برای سنجش گاز اتانول مورداستفاده قرار گرفت. به‎منظور بهینه‎کردن شرایط و عملکرد حسگر، حساسیت و پاسخ نانوچندسازه در دمای کار بررسی و عامل‎های مهمی مانند زمان پاسخ، زمان بازیافت و گزینش‌پذیری تعیین شد. همچنین، در دمای کار، حسگر ساخته شده حساسیتی در حدود 12 برابر را نسبت به غلظت ppm 200 نشان‎داد و زمان پاسخ آن تا حد قابل‎توجهی پایین بود. همچنین، حسگر SnO/graphene گزینش‌پذیری خوبی را نسبت به گاز هدف در مقایسه با سایر گازهای مورد بررسی مانند متانول، فنیل‌اتیل الکل، استون، ان‌هگزان و غیره داشته است. با توجه به ویژگی زغال بامبو و ویژگی‌های سطحی ویژه و ساختار متخلخل، تهیه نانوچندسازه قلع (II) اکسید دوپه‎شده با زغال بامبو (SnO/bamboo charcoal) نیز تهیه شد و عملکرد این حسگر مورد بررسی قرار گرفت. نانوچندسازه SnO/bamboo charcoal نسبت به غلظت کم اتانول در حد ppm 10حساسیت قابل‎توجهی را نشان‎داد که در مقایسه با حسگر SnO/graphene از حساسیت و حد تشخیص بهتری برخوردارست.

کلیدواژه‌ها

حسگرگازی؛ قلع(II) اکسید؛ گرافن؛ زغال بامبو؛ اتانول

مراجع

[1] McAleer, J.F.; Moseley, P.T.; Norris, J.O.; Williams, D.E.; Tofield, B.C.; Physical Chemistry in Condensed Phases 84, 441-457, 1988.
[2] Lee, J.H.; Sensors and Actuators B: Chemical 140, 319-336, 2009.
[3] Seiyama T.; Analytical Chemistry 34, 1502-1503, 1962.
[4] Das, S.;  Jayaraman, V. Progress in Materials Science 66, 112-255, 2014.
[5] Sakaushi, K.; Oaki., Y.; Uchiyama, H.; Hosono, E.; Zhou, H.; Imai, H.; Nanoscale 2, 2424-2430, 2010.
[6] Wang, L.; Ji, H.; Zhu, F.; Chen, Z.; Yang, Y.; Jiang, X.; Yang, G.; Nanoscale 5, 7613-7621, 2013.
[7] Zhang, J.; Han, Y.; Liu, C.; Ren, W.; Li, Y.; Wang, Q; Gao, C.; The Journal of Physical Chemistry C 115, 20710-20715, 2011.
[8] Chu, X.; Zhu, X.; Dong, Y.; Zhang, W.; Bai, L.; Journal of Materials Science & Technology 31, 913-917, 2015.
[9] Llobet, E.; Sensors and Actuators B: Chemical 179, 32-45, 2013.
[10] Zhang, D.; Liu, J.; Chang, H.; Liu, A.; Xia, B.; RSC Advances 5, 18666-18672, 2015.
[11] Chu, X.; Zhu, X.; Dong, Y.; Zhang, W.; Bai, L.; Journal of Materials Science & Technology 31, 913-917, 2015.
[12] Sayago, I.; Gutiérrez, J.; Arés, L.; Robla, J.I.; Horrillo, M.C.; Getino, J.; Agapito, J.A.; Sensors and Actuators B: Chemical 26, 19-23, 1995.‏
[13] Wang, S.Y.; Tsai, M.H.; Lo, S.F.; Tsai, M.J.; Bioresource Technology 99, 7027-7033, 2008.
[14] Campo, C.M.; Rodríguez, J.E.; Ramírez, A.E.; Heliyon 2, 99-112, 2016.
[15] Ibarguen, C.A.; Mosquera, A.; Parra, R.; Castro, M.S.;  Rodríguez-Páez, J.E.; Materials Chemistry and Physics101, 433-440, 2007.
[16] Wang, L.; Chen, L.; Yan, B.; Wang, C.; Zhu, F.; Jiang, X.; Yang, G.; Journal of Materials Chemistry A2, 8334-8341, 2014.
[17] Vijayalakshmi, K.A.; Vignesh, K.; Karthikeyan, N.; Materials Technology 30, A99-A103, 2015.
[18] Liu, S.; Xie, M.; Li, Y.; Guo, X.; Ji, W.; Ding, W.; Au, C.; Sensors and Actuators B: Chemical 151, 229-235, 2010.
[19] Zito, C.A.; Perfecto, T.M.; Volanti, D.P.; Sensors and Actuators B: Chemical 244, 466-474, 2017.
[20] Yan, S.; Wu, Q.; Sensors and Actuators B: Chemical 205, 329-337, 2014.
[21] Li, K.M.; Li, Y.J.; Lu, M.Y.; Kuo, C.I.; Chen, L.J.; Advanced Functional Materials 19, 2453-2456, 2009.