碳和氧化物的反应类型_三氧化碳_碳碳双键氧化

本文要点:

碳纳米线圈和氧化石墨烯生产了新型感测复合材料,并在QCM传感器上对其进行了改进

1成果简介

设计高性能的湿度传感器以快速准确地检测相对湿度(RH)在各种应用中很重要。必须同时考虑高响应性和快速可逆性。本文,浙江理工大学高俊阔等研究人员,基于石英晶体微天平(QCM)传感平台,利用商品化的氧化石墨烯作为传感材料,并添加了商品化的碳纳米线圈来阻止氧化石墨烯层的堆叠。所制造的新型传感器具有超高响应(4618 Hz / 97%RH)和快速可逆性(2s)。这项工作不仅扩展了商业碳材料的应用三氧化碳,而且实现了具有商业潜力的高性能湿度传感器的开发。

2图文导读

碳和氧化物的反应类型_碳碳双键氧化_三氧化碳

图1、湿度传感器合成过程的示意图。

三氧化碳_碳和氧化物的反应类型_碳碳双键氧化

图2、湿度检测系统示意图。

三氧化碳_碳和氧化物的反应类型_碳碳双键氧化

图3、G1(a),一周后G1C0.2(b),一周后G1C0.4(c),一周后G1C0.6(d),一周后G1C0.8的TEM图像(e)和C1(f)。(a)的插图显示了一周后G 1的TEM图像。

碳和氧化物的反应类型_碳碳双键氧化_三氧化碳

图4、G1三氧化碳,G1C0.2,C1C0.4,G1C0.6,G1C0.8和C1对(a)11%RH和(b)97%RH 的响应日期。

三氧化碳_碳碳双键氧化_碳和氧化物的反应类型

图5、在没有(a)和有(b)碳纳米线圈的情况下,被氧化石墨烯吸附的水分子的图形比较。

图6、(a)基于G1C0.6的传感器和基于G1的传感器在相对湿度为75%的三个循环中的短期可重复性。

(b)G1C0.6型传感器和G1型传感器从低RH到高RH,然后从高RH到低RH的频移曲线。

(c)基于G1C0.6的传感器和基于G1的传感器的湿度磁滞特性。

(d)在各种RH下,基于G1C0.6的传感器和基于G1的传感器的频移随时间变化。

3小结

与基于氧化石墨烯的传感器相比,通过设计氧化石墨烯/碳纳米线圈复合材料,制造了基于QCM的增强型湿度传感器,因为碳纳米线圈可防止氧化石墨烯层相互堆叠。复合材料的所有基本材料都可以在市场上买到,从而有利于将来该传感器的批量生产。在暴露于各种RH后,对QCM传感器的频率变化进行了研究。确定了4618 Hz / 97%RH的高响应。此外,还展示了较短的响应/恢复时间(4 s / 2 s),出色的短期可重复性和长期稳定性。这项工作证实了氧化石墨烯/碳纳米线圈复合材料是构建商业化QCM湿度传感器的理想候选材料。

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来源:文章来自Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie网站,由材料分析与应用整理编辑。

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