ساخت نانو میله‌های CeO2 آلاییده شده با عناصر واسطه به عنوان حسگر اتانول

نویسندگان

1 دانشگاه آزاد اسلامی واحد یادگار امام خمینی (ره) شهرری

2 گروه شیمی، دانشکده علوم پایه، واحد یادگار امام خمینی (ره) شهرری، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران

3 گروه فیزیک، دانشکده علوم پایه، دانشگاه آزاد اسلامی واحد یادگار امام خمینی (ره) شهرری، تهران، ایران

doi
10.22075/chem.2020.16067.1531
چکیده

نانو میله‌های MX%-CeO2 (M=Zr4+, V3+) به روش هیدروترمال ساخته شد. مورفولوژی سطح و خواص ساختاری آن‌ها با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (FESEM)، طیف‌سنجی پراکندگی انرژی (EDS) و پراش اشعه ایکس (XRD) مورد بررسی قرار گرفت. این نانومیله‌ها برای ساخت حسگر مورد استفاده قرار گرفت و حساسیت آنها نسبت به ترکیبات آلی فرار شامل متانول، استون، اتانول و 2-پروپانول بررسی شد. نتایج نشان داد که آلایش با یون‌های +V3 و +Zr4 نقش مهمی در ساختار و اندازه نانو میله‌ها دارد. طبق نتایج مرتبط با حساسیت این نانو میله‌ها واکنش قوی‌تر و سریع‌تری را نسبت به گاز اتانول در مقایسه با CeO2 برهنه نشان دادند. حسگر گاز نانو میله‌های CeO2 نسبت به اتانول با غلظت 340ppm حدود 4/5 واحد حساسیت نشان می‌دهد. در حالی که آلاییدن نانومیله‌های CeO2 به یون‌های +V3 یا +Zr4 سبب افزایش حساسیت حسگر به ترتیب تا 10/32 و 5/66 واحد می‌شود. افزایش حساسیت بر اساس مدولاسیون پهنای کانال هدایت و ارتفاع سد پتانسیل بین فازی، تشریح شد. بر اساس نتایج بدست آمده، حسگرهای Zr20%-CeO2 و V1%-CeO2 نسبت به اتانول حساسیت و گزینش‌پذیری بیشتری را در مقایسه با سایر نمونه‌ها نشان داد.