Highly Sensitive Ammonia Sensor Based on Modified Nanostructured Polypyrrole Decorated With MAF-6 to Reduce the Effect of Humidity

聚吡咯 相对湿度 材料科学 湿度 纳米技术 电极 化学工程 高分子化学 数学 核化学 分析化学(期刊) 化学 有机化学 电化学 物理 物理化学 工程类 热力学
作者
Jiří Štulík,Radek Polanský,Petr Kuberský,Denis Zabelin,Oleksiy Lyutakov,Zdeňka Kolská,Václav Švorčı́k
出处
期刊:IEEE Sensors Journal [IEEE Sensors Council]
卷期号:23 (3): 1896-1907 被引量:2
标识
DOI:10.1109/jsen.2022.3229835
摘要

An ammonia gas sensor based on nanostructured polypyrrole functionalized by carboxylic groups (PPy-COOH) was prepared and characterized. The active layer was deposited on a ceramic substrate with gold interdigital electrodes by a low-cost airbrush-spray coating technique, and the sensor exhibited a strong response to ammonia ( ${Z}/{Z}_{{0}}\,\,=$ 5.48 at 100 ppm) in comparison with pure PPy ( ${Z}/{Z}_{{0}}\,\,=$ 1.5 at 100 ppm). Cross-sensitivity measurement showed a more significant response to relative humidity (RH) and so two approaches were used to reduce this undesirable humidity dependence: 1) the creation of a hydrophobic metal-organic framework (so-called MAF-6) on the PPy-COOH layer and 2) the fabrication of a heterostructure of PPy-COOH with multiwall carbon nanotubes (MWCNTs). Both approaches resulted in a significant reduction in the humidity dependence of the sensor, from the value ${Z}/{Z}_{{0}}\,\,=$ 0.02 (PPy-COOH) to 0.404 and 0.427 for PPy-COOH-MAF-6 and PPy-COOH/MWCNT, respectively. However, the samples coated with MAF-6 showed a smaller decrease in response to ammonia. In addition, the proposed approach with MAF-6 functionalization allowed ammonia detection within a broader RH range (up to 60% RH) compared to the PPy-COOH sensing layer. The presence of MAF-6 on the surface of PPy-COOH was further verified by infrared spectroscopy (FTIR), X-ray diffraction (XRD) spectroscopy, and scanning electron microscopy together with energy-dispersive X-ray spectroscopy (SEM-EDX). The sensing mechanisms of ammonia and RH of the PPy-COOH material are also discussed in this article.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
流子完成签到,获得积分10
1秒前
liangzai完成签到,获得积分10
2秒前
卡卡完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
Jasper应助family采纳,获得10
3秒前
wang完成签到,获得积分10
3秒前
4秒前
xiaxiaxia应助凶狠的璎采纳,获得10
4秒前
4秒前
5秒前
liangzai发布了新的文献求助10
5秒前
乐乐应助冷傲的太英采纳,获得10
6秒前
爆米花应助冷傲的太英采纳,获得10
6秒前
t53bhm发布了新的文献求助10
6秒前
无花果应助冷傲的太英采纳,获得10
7秒前
英俊的铭应助冷傲的太英采纳,获得10
7秒前
FashionBoy应助冷傲的太英采纳,获得10
7秒前
科研通AI2S应助冷傲的太英采纳,获得10
7秒前
大模型应助冷傲的太英采纳,获得30
7秒前
彭于晏应助冷傲的太英采纳,获得10
7秒前
完美世界应助冷傲的太英采纳,获得10
7秒前
8秒前
niqiu完成签到 ,获得积分10
9秒前
傻芙芙的完成签到,获得积分10
9秒前
乐乐应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
温暖砖头发布了新的文献求助10
10秒前
斯文败类应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
Owen应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
小马甲应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
乐乐应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
10秒前
幻世之主应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
ding应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
10秒前
852应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
上官若男应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
xttawy发布了新的文献求助10
11秒前
ccnnzzz完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
12秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Geist der Kunst und Kultur 1000
悉尼大学博士学位论文,题目:Modelling and testing of one-sided stitched laminated composites. 作者:Kristopher P. Plain 700
Child and Adolescent Psychology 600
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
丝光沸石活性位点定向调控及其二甲醚羰基化性能研究 500
A Concise History of the World, 2nd Edition 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7419156
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9022865
关于积分的说明 19220292
捐赠科研通 7049650
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3234715
关于科研通互助平台的介绍 2397730
邀请新用户注册赠送积分活动 2216888