ساخت حسگر گاز استون مبتنی بر نانولوله های کربنی تزیین شده با نانوذرات اکسید آهن بر روی الکترود دندانه شانه ای نقره و زیر لایه آلومینا

در این مقاله یک حسگر گاز مقاومتی استون با حساسیت بالا ساخته شده است. از نانولوله های کربنی (عامل دار شده) تزیین شده با نانوذرات اکسید آهن (CNT@Fe۲O۳) به عنوان لایه حساس به گاز استون استفاده شده است. کامپوزیت های CNT@Fe۲O۳ از طریق یک واکنش هیدرولیز حرارتی بدست آمدند. الکترودهای دندانه شانه ای از جنس نقره روی زیرلایه آلومینا لیتوگرافی شدند که مزیت آن مقاومت زیاد در دماهای بالا می باشد. کامپوزیت های CNT@Fe۲O۳ از طریق آنالیزهای پراش اشعه ایکس، میکروسکوپ الکترونی روبشی و میکروسکوپ الکترونی عبوری مشخصه یابی شدند که بیانگر توزیع یکنواخت نانوذرات اکسید آهن روی سطح نانولوله های کربنی بود. حسگرهای ساخته شده مبتنی بر α-Fe۲O۳ و CNT@Fe۲O۳ در معرض ppm ۱۰۰ گاز استون و در دمای ۲۰۰ درجه سانتیگراد، به ترتیب پاسخی برابر با ۱۶.۳ و ۳۸ داشتند. همچنین حسگر مبتنی بر CNT@Fe۲O۳ زمان پاسخ و بازیابی به ترتیب برابر با ۷۸ و ۷۵ ثانیه را نشان داد. لازم به ذکر است که پاسخ ۳۸ برابری حاصل شده بیشترین پاسخ حسگر در دمای ۲۰۰ درجه سانتیگراد بوده و بدون مقایسه با کارهای پیشین بدست آمده است. همچنین نتایج آنالیزها نشان داد که حسگر ساخته شده مبتنی بر کامپوزیت های CNT@Fe۲O۳ دارای انتخابگری عالی، تکرارپذیری خوب، پاسخ زیاد و زمان پاسخ و بازیابی نسبتا خوبی است. حسگر مبتنی بر نانولوله های کربنی تزیین شده با نانوذرات اکسید آهن در مقایسه با حسگر مبتنی بر نانوذرات اکسید آهن خالص پاسخ و سرعت بالاتری دارد. نتایج نشان می دهند این بهبود عملکرد حسگر عمدتا به ساختار منحصر به فرد و پیوند p-n بین نانولوله های کربنی و نانوذرات اکسیدآهن مربوط می شود.

کلیدواژه ها:

حسگر گاز ، گاز استون ، نانولوله های کربنی ، نانوذرات اکسید آهن ، الکترود دندانه شانه ای ، زیرلایه آلومینا