大连理工大学:研究用于稳定和选择性检测NO2的氮掺杂氧化铟电化学传感器

监测环境中气体成分的变化对未来的工业生产和日常活动越来越重要。这种监测的有效性在很大程度上取决于气体传感器的可靠性和性能。目前,主要基于ZnO、SnO2和WO3等金属氧化物的化学电阻气体传感器[3]因其成本效益和易于制备而在各种气体监测场景中得到了广泛的应用。然而,传统的金属氧化物半导体(MOS)传感器面临着与低选择性、高工作温度和有限的长期稳定性相关的挑战。相反,电化学气体传感器具有能耗低(可在室温下操作)和选择性高等优点。然而,它们的广泛采用仍然有限,主要是由于与碳载铂(Pt/C)等贵金属催化剂相关的高生产成本,以及与传统铂(Pt)基气体传感器的长期稳定性有关的问题。迫切需要开发对目标气体具有特殊敏感性的具有成本效益和耐用性的催化材料。

二氧化氮(NO2)是一种重要的空气污染物,主要来自车辆发动机和工业活动,对环境和健康构成风险。监管干预旨在减少人为氮氧化物排放。目前的NO2检测方法利用气相色谱质谱仪、红外吸收传感器和化学电阻气体传感器。然而,设备成本、测试复杂性和高工作温度等挑战依然存在。虽然碳化钛/L-谷氨酸(Ti3C2Tx/γ-PGA)化学电阻气体传感器显示出比Ti3C2Tx更好的响应,但稳定性仍然是一个问题。同样,分级C-MoS2化学电阻气体传感器在低NO2浓度(5 ppb)下表现出优异的性能,但恢复时间较慢(50分钟)。因此,开发具有更高灵敏度、稳定性和NO2检测选择性的电化学传感器至关重要。

1. 本工作介绍了一种新型、经济高效的电化学传感器,该传感器使用氮掺杂氧化铟In2O3−xN2x/3Vx/3(0.01≤x≤0.14),通过不同的氮化时间合成。

2. 优化的In2O3 N-40分钟传感器在环境温度下显示出771 nA至10 ppm二氧化氮(NO2)的显著响应电流,具有出色的长期稳定性(超过30天)和快速响应/恢复时间(5/16秒)。

3. 与Pt/C传感器相比,它的响应时间和恢复时间分别缩短了84%和67%,一个月后性能保持在98%,而Pt/C的性能为68%。

来源:传感器专家网

相关新闻
深圳国际传感器与应用技术展览会盛大开展,森瑟科技闪耀登场
​2025 年 3 月 31 日至 4 月 2 日,第三届深圳国际传感器与应用技术展览会(Sensor Shenzhen)在深圳会展中心(福田)盛大开幕。作为中国感知领域覆盖面最广、产业链最全面的展会,本届 Sensor Shenzhen 再次成为行业焦点,吸引了来自全球的众多企业与专业人士。
2025年03月31日
森瑟科技即将亮相 2025 中国工业设备智能运维大会暨创新成果展
4 月 16 日至 18 日,由中国机械工业联合会与中国机电装备维修与改造技术协会主办的 “第四届中国工业设备智能运维大会暨创新成果展” 将在杭州盛大召开。届时,深圳市森瑟科技发展有限公司将携前沿产品与技术精彩亮相,展台号为 B42。
2025年03月21日
森瑟科技诚邀您莅临深圳国际传感器展会
2025 年 3 月 31 日至 4 月 2 日,备受瞩目的 “深圳国际传感器与应用技术展览会” 即将盛大启幕,这无疑是一场汇聚全球前沿传感科技与创新应用的行业盛会。
2025年02月21日
森瑟科技2025年春节假期安排
尊敬的合作伙伴及全体员工: 大家好! 感谢所有同仁及合作伙伴一直以来对森瑟科技的辛勤付出和全力支持。 根据国务院办公厅放假通知并结合公司实际情况,现将我公司2025年春节放假安排通知如下:
2024年12月24日
《森瑟科技与开拓精密共赴军民两用科技装备博览会》
2024 年 12 月 4 日,深圳国际会展中心 3 号馆 VIP+D708 展位,一场备受瞩目的军民两用科技装备博览会盛大开幕。森瑟科技,作为一家自主可控的国产化传感器公司,受合作伙伴开拓精密的盛情邀请,共同参与此次盛会。
2024年12月04日