اندازه‌گیری ترکیبات آلی فرار توسط نانوکامپوزیت CeO2-TiO2 رشد داده شده روی گرافن اکسید کاهش‌یافته

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه شیمی، واحد یادگار امام خمینی (ره) شهر ری، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

2 باشگاه پژوهشگران جوان و نخبگان، واحد یادگار امام خمینی (ره) شهر ری، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

چکیده

در این مقاله به ‌منظور افزایش حساسیت سنجش ترکیبات آلی فرار، نانوکامپوزیت‌های CeO2-TiO2 روی گرافن اکسیدکاهیده شده رشد داده شدند. نانوکامپوزیت‌های CeO2-TiO2 از طریق روش‌های هیدروترمال و سل- ژل سنتز شدند. گرافن اکسید به دو روش احیا شد. در حالت اول فقط از روش سولوترمال استفاده (RGO) و در حالت دوم، ابتدا با کمک هیدرازین هیدرات احیا و سپس به روش سولوترمال مجددا احیا شد (RGO2). نتایج الگوی پراش اشعه ایکس (XRD)، تشکیل فاز آناتاز TiO2، RGO و CeO2 را تایید نمود. تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (FESEM)، تشکیل ساختار لایه‌ای گرافن اکسید کاهیده شده و تشکیل نانوذرات CeO2-TiO2 در ابعاد نانومتر را نشان داد. همچنین آنالیز تفرق انرژی پرتو ایکس (EDS) وجود اکسیژن، تیتانیم، سریم و کربن را تایید نمود. حساسیت حسگرهای ساخته‌ شده برای نمونه‌های آلی فرار نشان داد که RGO و RGO2 سبب افزایش حساسیت حسگر شده و حساسیت حسگر TiO2-CeO2-RGO2 نسبت به TiO2-CeO2-RGO بسیار مناسب‌تر است. حسگر TiO2-CeO2-RGO2 حدود 360 واحد حساسیت را نسبت به ppm 300 اتانول در دمای اتاق نشان داده است. لگاریتم حساسیت این حسگر دارای رابطه خطی نسبت به تغییرات غلظت اتانول بوده و نشان‌ دهنده توانایی این حسگر برای اندازه‌گیری کمی اتانول است. زمان‌های پاسخ و بازیابی به ‌عنوان دیگر خواص بهبود یافته حسگرها اندازه‌گیری شدند. مکانیسم سنجش حسگر بر اساس تغییر سد اتصال ناهمگن در ارتباط با RGO2، CeO2 و TiO2 مورد بررسی قرارگرفت.

کلیدواژه‌ها