اندازه‌گیری ترکیبات آلی فرار توسط نانوکامپوزیت CeO2-TiO2 رشد داده شده روی گرافن اکسید کاهش‌یافته
محورهای موضوعی :
نانومواد
سوسن صمدی
1
,
اسماعیل پیرنظر
2
,
سید امیرعباس ذکریا
3
1 - گروه شیمی، واحد یادگار امام خمینی (ره) شهر ری، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران
2 - گروه شیمی، واحد یادگار امام خمینی (ره) شهر ری، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران
3 - باشگاه پژوهشگران جوان و نخبگان، واحد یادگار امام خمینی (ره) شهر ری، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران
تاریخ دریافت : 1397/07/01
تاریخ پذیرش : 1397/07/01
تاریخ انتشار : 1397/07/01
کلید واژه:
نانوکامپوزیت,
حسگر گازی,
نانوذرات اکسید فلزی,
گرافن اکسید کاهش یافته,
چکیده مقاله :
در این مقاله به منظور افزایش حساسیت سنجش ترکیبات آلی فرار، نانوکامپوزیت‌های CeO2-TiO2 روی گرافن اکسیدکاهیده شده رشد داده شدند. نانوکامپوزیت‌های CeO2-TiO2 از طریق روش‌های هیدروترمال و سل- ژل سنتز شدند. گرافن اکسید به دو روش احیا شد. در حالت اول فقط از روش سولوترمال استفاده (RGO) و در حالت دوم، ابتدا با کمک هیدرازین هیدرات احیا و سپس به روش سولوترمال مجددا احیا شد (RGO2). نتایج الگوی پراش اشعه ایکس (XRD)، تشکیل فاز آناتاز TiO2، RGO و CeO2 را تایید نمود. تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (FESEM)، تشکیل ساختار لایه‌ای گرافن اکسید کاهیده شده و تشکیل نانوذرات CeO2-TiO2 در ابعاد نانومتر را نشان داد. همچنین آنالیز تفرق انرژی پرتو ایکس (EDS) وجود اکسیژن، تیتانیم، سریم و کربن را تایید نمود. حساسیت حسگرهای ساخته شده برای نمونه‌های آلی فرار نشان داد که RGO و RGO2 سبب افزایش حساسیت حسگر شده و حساسیت حسگر TiO2-CeO2-RGO2 نسبت به TiO2-CeO2-RGO بسیار مناسب‌تر است. حسگر TiO2-CeO2-RGO2 حدود 360 واحد حساسیت را نسبت به ppm 300 اتانول در دمای اتاق نشان داده است. لگاریتم حساسیت این حسگر دارای رابطه خطی نسبت به تغییرات غلظت اتانول بوده و نشان دهنده توانایی این حسگر برای اندازه‌گیری کمی اتانول است. زمان‌های پاسخ و بازیابی به عنوان دیگر خواص بهبود یافته حسگرها اندازه‌گیری شدند. مکانیسم سنجش حسگر بر اساس تغییر سد اتصال ناهمگن در ارتباط با RGO2، CeO2 و TiO2 مورد بررسی قرارگرفت.
منابع و مأخذ:
Choudhuri, N. Patra, A. Mahata, R. Ahuja, B. Pathak, Journal of Physical Chemistry C, 119, 2015, 24827.
U. Abideen, J.H. Kim, A. Mirzaei, H.W. Kim, Sensors and Actuators B, http://dx.doi.org/10.1016/j.snb.2017.08.210.
Li, J. Xia, J. Liu, Q. Liu, G. Huang, H. Zhang, X. Jing, R. Li, J. Wang, Chemical Physics Letters, 703, 2018, 80.
Wu, K. Tao, J. Zhang, Y. Guo, J. Miao, L.K. Norford, Journal of Materials Chemistry A, 4, 2016, 8130.
Kaur, K. Anand, A. Kaur, R.C. Singh, Sensors and Actuators B, doi.org/10.1016/j.snb.2017.11.159.
Cho, J.W. Yoon, M.G. Hahm, D.H. Kim, A.R. Kim, Y.H. Kahng, S.W. Park, Y.J. Lee, S.G. Park, J.D. Kwon, C.S. Kim, M. Song, Y. Jeong, K.S. Nam, H.C. Ko, Journal of Materials Chemistry C, 2, 2014, 5280.
H. Kim, A. Katoch, S.H. Kim, S.S. Kim, ACS Applied Materials & Interfaces, 7, 2015, 15351.
Karaduman, E. Er, H. Celikkan, N. Erk, S. Acar, Journal of Alloys and Compounds, doi: 10.1016/j.jallcom.2017.06.152.
Bao, S. Bi, H. Zhang, J. Zhao, P. Wang, C.Y. Yue, J. Yang, Journal of Materials Chemistry A, 4, 2016, 9437.
Schedin, A.K. Geim, S.V. Morozov, E.W. Hill, P. Blake, M.I. Katsnelson, Nature Materials, 6, 2007, 652.
Alizadeh, L.H. Soltani, Sensors and Actuators B, 234, 2016, 361.
Li, Y. Zhao, X. Wang, J. Wang, A.M. Gaskov, S.A. Akbar, Sensors and Actuators B, 230, 2016, 330.
Luan, S. Zhang, T.H. Nguyen, W. Yangb, J.S. Noh, Sensors and Actuators B, 265, 2018, 609.
Guo, X. Liu, H. Wang, W. Sun, J. Sun, Materials Letters, 209, 2017, 102.
G. Chatterjee, S. Chatterjee, A.K. Ray, A.K. Chakraborty, Sensors and Actuators B, 221, 2015, 1170.
Ghosal, P. Bhattacharyya, Microelectronics Reliability, 78, 2017, 299.
A. Zito, T.M. Perfecto, D.P. Volanti, Sensors and Actuators B, 244, 2017, 466.
Lia, Y. Zhao, X. Wang, J. Wang, A.M. Gaskov, S.A. Akbar, Sensors and Actuators B, 230, 2016, 330.
J. Chen, G. Xiao, T.S. Wang, F. Zhang, Y. Ma, P. Gao, C.L. Zhu, E. Zhang, Sensors and Actuators B, 156, 2011, 867.
Stobinski, B. Lesiak, A. Malolepszy, M. Mazurkiewicz, B. Mierzwa, J. Zemek, P. Jiricek, I. Bieloshapka, Journal of Electron Spectroscopy and Related Phenomena, 195, 2014, 145.
Seong, M. Dejhosseini, T. Adschiri, Applied Catalysis A, General, 550, 2018, 284.
Lu, N. Jia, L. Cheng, K. Liang, J. Huang, J. Li, Journal of Alloys and Compounds, doi: 10.1016/j.jallcom.2017.12.129.
Park, G.J. Sun, H. Kheel, W.I. Lee, S. Lee, S.B. Choid, C. Lee, Sensors and Actuators B, 227, 2016, 591.
B. Zhang, J. Liu, X.B. Cui, Y.L. Wang, Y. Gao, P. Sun, F. Liu, K. Shimanoe, N. Yamazoe, G. Lu, Sensors and Actuators B, 241, 2017, 904.
_||_
Choudhuri, N. Patra, A. Mahata, R. Ahuja, B. Pathak, Journal of Physical Chemistry C, 119, 2015, 24827.
U. Abideen, J.H. Kim, A. Mirzaei, H.W. Kim, Sensors and Actuators B, http://dx.doi.org/10.1016/j.snb.2017.08.210.
Li, J. Xia, J. Liu, Q. Liu, G. Huang, H. Zhang, X. Jing, R. Li, J. Wang, Chemical Physics Letters, 703, 2018, 80.
Wu, K. Tao, J. Zhang, Y. Guo, J. Miao, L.K. Norford, Journal of Materials Chemistry A, 4, 2016, 8130.
Kaur, K. Anand, A. Kaur, R.C. Singh, Sensors and Actuators B, doi.org/10.1016/j.snb.2017.11.159.
Cho, J.W. Yoon, M.G. Hahm, D.H. Kim, A.R. Kim, Y.H. Kahng, S.W. Park, Y.J. Lee, S.G. Park, J.D. Kwon, C.S. Kim, M. Song, Y. Jeong, K.S. Nam, H.C. Ko, Journal of Materials Chemistry C, 2, 2014, 5280.
H. Kim, A. Katoch, S.H. Kim, S.S. Kim, ACS Applied Materials & Interfaces, 7, 2015, 15351.
Karaduman, E. Er, H. Celikkan, N. Erk, S. Acar, Journal of Alloys and Compounds, doi: 10.1016/j.jallcom.2017.06.152.
Bao, S. Bi, H. Zhang, J. Zhao, P. Wang, C.Y. Yue, J. Yang, Journal of Materials Chemistry A, 4, 2016, 9437.
Schedin, A.K. Geim, S.V. Morozov, E.W. Hill, P. Blake, M.I. Katsnelson, Nature Materials, 6, 2007, 652.
Alizadeh, L.H. Soltani, Sensors and Actuators B, 234, 2016, 361.
Li, Y. Zhao, X. Wang, J. Wang, A.M. Gaskov, S.A. Akbar, Sensors and Actuators B, 230, 2016, 330.
Luan, S. Zhang, T.H. Nguyen, W. Yangb, J.S. Noh, Sensors and Actuators B, 265, 2018, 609.
Guo, X. Liu, H. Wang, W. Sun, J. Sun, Materials Letters, 209, 2017, 102.
G. Chatterjee, S. Chatterjee, A.K. Ray, A.K. Chakraborty, Sensors and Actuators B, 221, 2015, 1170.
Ghosal, P. Bhattacharyya, Microelectronics Reliability, 78, 2017, 299.
A. Zito, T.M. Perfecto, D.P. Volanti, Sensors and Actuators B, 244, 2017, 466.
Lia, Y. Zhao, X. Wang, J. Wang, A.M. Gaskov, S.A. Akbar, Sensors and Actuators B, 230, 2016, 330.
J. Chen, G. Xiao, T.S. Wang, F. Zhang, Y. Ma, P. Gao, C.L. Zhu, E. Zhang, Sensors and Actuators B, 156, 2011, 867.
Stobinski, B. Lesiak, A. Malolepszy, M. Mazurkiewicz, B. Mierzwa, J. Zemek, P. Jiricek, I. Bieloshapka, Journal of Electron Spectroscopy and Related Phenomena, 195, 2014, 145.
Seong, M. Dejhosseini, T. Adschiri, Applied Catalysis A, General, 550, 2018, 284.
Lu, N. Jia, L. Cheng, K. Liang, J. Huang, J. Li, Journal of Alloys and Compounds, doi: 10.1016/j.jallcom.2017.12.129.
Park, G.J. Sun, H. Kheel, W.I. Lee, S. Lee, S.B. Choid, C. Lee, Sensors and Actuators B, 227, 2016, 591.
B. Zhang, J. Liu, X.B. Cui, Y.L. Wang, Y. Gao, P. Sun, F. Liu, K. Shimanoe, N. Yamazoe, G. Lu, Sensors and Actuators B, 241, 2017, 904.
