Ein russisch-weißrussisches Forschungsteam hat ein neues Gassensormaterial auf Wolframoxidbasis entwickelt, das eine hohe Empfindlichkeit gegenüber Kohlenmonoxid, Stickstoffdioxid und Aceton aufweist. Die Gaserkennungsreaktion des neuen Materials war neunmal höher als die der bestehenden Sensoren. Die Studie wurde veröffentlicht in Nanostrukturen & Nanoobjekte.
Die Kontrolle der Luftqualität in Innenräumen und der Nachweis giftiger Gase und flüchtiger organischer Verbindungen sind wichtig für die Verbesserung der Lebens- und Arbeitsbedingungen und werden in einer Vielzahl von industriellen, landwirtschaftlichen und ökologischen Anwendungen benötigt. Dies erfordert die Entwicklung spezieller Gassensormaterialien mit einer hohen Sensorreaktion auf eine Vielzahl von Gasen unterschiedlicher chemischer Natur.
Wissenschaftler der NUST MISIS, der Belarusian State University und des AV Luikov Heat and Mass Transfer Institute der National Academy of Sciences of Belarus haben ein neues Nanokompositmaterial synthetisiert, das eine hohe Empfindlichkeit gegenüber verschiedenen Arten von toxischen Gasen in einer Vielzahl von Konzentrationen zeigt. Es wurde aus mit Graphen modifiziertem Wolframoxid-Nanopulver und einem Kupfer-Nanokomposit erhalten.
Wolframoxid wurde über ein Sol-Gel-Verfahren, auch bekannt als chemische Lösungsabscheidung, erhalten. Dann wurden Graphen und Kupfer-Nanopulver, die durch das Lösungsverbrennungsverfahren erhalten wurden, in das Vorläufergel gegeben, um eine eng miteinander verbundene Struktur zu erreichen.
„Die Gaserkennungseigenschaften des Materials wurden dann mit Kohlenmonoxid, Stickstoffdioxid und Aceton als Testgas untersucht. Die Tests haben gezeigt, dass die Einführung von 1 Gew.-% Modifikator zu einer neunfachen Erhöhung der Empfindlichkeit des Materials gegenüber Kohlendioxid führt und eine sechsfache Steigerung seiner Empfindlichkeit gegenüber Aceton. Die höchste Wahrnehmungsreaktion auf Aceton wurde für die Proben mit 2 Gew.-% Modifikator erhalten“, sagte Dmitry Moskovskih, Leiter des NUST MISIS Research Center for Engineering Ceramic Nanomaterials.
Die erhaltenen Nanokomposite haben aufgrund der Einfachheit des vorgeschlagenen Syntheseansatzes ein großes Potenzial für die praktische Anwendung in kommerziellen hochempfindlichen Gassensoren, glauben die Forscher.
Yulyan Haiduk et al, WO3-Graphen-Cu-Nanokomposite für CO-, NO2- und Acetongassensoren, Nanostrukturen & Nanoobjekte (2021). DOI: 10.1016/j.nanoso.2021.100824