复旦大学在新式MEMS基ppb级硫化氢气体传感器研讨中获得发展

时间: 2024-01-18 12:47:33 |   作者: 技术支持

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  S是一种酸性有害腐蚀性气体,其化学性质不稳定,与空气混合焚烧时会发生爆炸,走漏会导致十分严峻的环境污染。除此之外,HS还会对人体健康形成极大损害,高浓度时会导致认识忽然损失,乃至昏倒窒息致死。因而,开发活络度较高、呼应敏捷、稳定性好的H

  跟着新资料的研讨不断深入, MOF资料在气体传感范畴展示了极大的运用远景。MOF多孔纳米资料由金属离子和有机配体自拼装而成,具有孔隙率高、比表面积大、孔道规矩和功用可调等长处。因而,金属氧化物半导体(MOS)异质外延MOF资料,不只具有异质结构可以有显着效果地添加资料自身的耗尽层,进步资料对气体的呼应度和活络度,一起外延的MOF资料具有规矩的孔隙,可以有用隔绝尺度大于孔隙的气体分子,然后大幅度的进步气体传感的选择性,有用处理纯MOS资料选择性较差的问题。据咱们所知,现在还没有关于规划和制备描摹和组分可控的氧化铁纳米线原位异质外延MOF纳米资料并用于气体传感范畴的报导。

  该项研讨提出了一种新式高效的大规模制备α-Fe2O3纳米线异质外延ZnO@ZIF-8微孔纳米资料的组成道路,详细计划是首要通过工艺简略的热氧化法制备核层α-Fe2O3纳米线,然后凭借ALD技能异质外延ZnO作为籽晶层,并通过溶剂热工艺进一步外延MOF资料ZIF-8,终究得到α-Fe2O3纳米线异质外延ZnO@ZIF-8的微孔纳米资料。其间,运用先进的ALD技能可以对ZnO籽晶层的组成完成原子层级准确操控,一起选用简略的溶剂热法,具有可重复性好、成品率高、制备功率高级长处,为规模化制备新式异质MOS@MOF气敏纳米资料供给了一种全新的思路。此外,ZnO薄膜的厚度和有机配体反应物的浓度通过精心调控,以研讨其成长机制以及对终究异质MOS@MOF纳米资料的描摹、组分和H2S传感特性的影响。制备得到的MOF基异质微孔纳米线气敏资料具有孔隙率高、比表面积大、耐热性较优等特色,可以对ppb级微量硫化氢气体完成超活络、高精度、高选择性的勘探。即便在50 ℃比较来说较低的作业时分的温度下,该传感器对0.2-10 ppm H2S表现出可辨认的呼应,提醒了其在集成可穿戴柔性设备中的运用潜力。此外,本研讨还开发了低功耗MEMS基H2S气体传感器体系,在将来才智城市等范畴具有巨大的运用潜力。

  图2. 精心调控描摹、组分的α-Fe2O3@ZnO@ZIF-8异质纳米线的SEM表征成果和ALD成长速率剖析图

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