Introduction of MWCNT for enhancing sensitivity of room-temperature mixed-potential type NO sensor attached with Ni-MOF sensing electrode

引入多壁碳纳米管提高Ni-MOF传感电极室温混合电位型NO传感器的灵敏度

文献来源:期刊：Sensors and Actuators: B. Chemical

作者：Yueying Zhang等

通讯作者：Xiaomin Liu；Fangmeng Liu

机构：吉林大学电子科学与工程学院集成光电子学国家重点实验室、先进气体传感器吉林省重点实验室；长春科技大学电子与信息工程学院。

简介

NO作为主要的空气污染物之一，可以产生腐蚀性酸雨和有毒烟雾等对环境有着危害作用。大气中NO浓度过高也会对人类健康构成威胁，如哮喘和癌症。因此研发一种性能优异的NO气体传感器至关重要。

作者以K2Fe4O7电解质和Ni-MOF/MWCNT-传感电极为基础，研制了一种新型室温NO混合电位型固体电解质（MPSE）传感器。通过开路电位、循环伏安法（CV）和极化曲线对混合电位型固体电解质传感器的电化学系统进行了研究，发现添加多壁碳纳米管可以提供更大的表面积，提高电导率，提高电催化活性。此外，还研究了添加NM-SE的NO-MPSE传感器的灵敏度、重复性、再现性、选择性、湿度和长期稳定性。

结果与讨论

通过XRD、SEM等图像表征验证了气敏材料的成功制备。气敏性能的测试表现出了Ni-MOF与多壁碳纳米管复合后对NO的响应有了极大的提高。其检测下限可低至20ppb，已经低于疾病监测（50ppb）的标准，这表明材料具有一定的使用价值。材料具有较好的选择性、重复性、抗湿性和稳定性。

气敏机理：加入多壁碳纳米管后材料暴露出了更多的电化学活性位点，增强了NO的响应。NM-SE较高的交换电流密度和较低的过电位表明，添加具有良好导电性的MWCNT可增强SE和K2Fe4O7之间界面的电化学催化活性，进一步提高传感性能。综上所述，MWCNT良好的电子导电性和Ni-MOF较小的ORR催化活性的结合，使得附着纳米传感电极的传感器具有优异的NO传感性能。

转自：科研一席话

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