高效率的气体传感器对于环境监测和工业安全非常重要。半导体氧化物传感器虽然成本低,具有明显的成本效益,但是半导体氧化物气体传感器的选择性比较差、工作温度较高、而且稳定性存在局限。电化学气体传感器具有选择性,而且消耗的能量更少,但是需要使用Pt/C贵金属催化剂,导致电化学传感器的成本较高。
有鉴于此,大连理工大学杨明辉教授等报道新颖且价格便宜的N掺杂In2O3电化学传感器,作者通过改变条件得到不同程度氮掺杂的In2O3,命名为In2O3-xN2/3Vx/3(0.01≤x≤0.14)。
本文要点
(1)
其中性质最好的样品In2O3 N-40min对10 ppm NO2的响应电流达到771 nA,而且具有优异的稳定性(超过30天)和快速响应/恢复时间(5/16 s)。
(2)
与Pt/C传感器相比,In2O3传感器的响应时间和恢复时间分别减少84 %和67 %,而且1个月后性能仍保持98 %(Pt/C对比器件的性能仅剩68 %)。这种价格便宜的传感器为电化学气体传感器的发展提供方法和帮助,而且能够避免消耗贵金属。
参考文献
Xichao Mo, Chonghui Zhu, Zhaorui Zhang, Xiaohui Yan, Chenshuai Han, Jiaxin Li, J. Paul Attfield, Minghui Yang, Nitrogen-Doped Indium Oxide Electrochemical Sensor for Stable and Selective NO2 Detection, Adv. Mater. 2024
DOI: 10.1002/adma.202409294
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202409294