فهرست

ساخت حسگر رطوبت بر پایه نانو ذرات اکسید قلع و گرافیت به روش اسپری پیرولیز

نشریه: زمستان ۱۳۹۶ - مقاله 3   صفحات :  311 تا 319



کد مقاله:
nm-280

مولفین:
حسین سالار آملی: سازمان پژوهش های علمی و صنعتی ایران - پژوهشکده صنایع شیمیایی
محمدرضا محرم زاده


چکیده مقاله:

در این کار تحقیقاتی نانو ذرات قلع به همراه گرافیت به روش اسپری پیرولیز، برای اولین بار در دنیا بر روی شیشه به منظور ساخت حسگر رطوبت، سنتز شد. برای ساخت این حسگرها از محلول کلرید قلع و گرافیت پخش شده در اتانول بعنوان محلول اولیه پیرولیز استفاده و بر روی شیشه های حرارت دیده در دماهای300، 400 و 450 درجه سانتیگراد با استفاده از تکنیک اسپری پیرولیز پوشش داده شد. از یک اهمتر دیجیتال برای اندازه گیری تغییرات مقاومت دوسر حسگر در درجه رطوبت های نسبی مختلف و از محلول نمک های اشباع برای ساخت فضای فوقانی با درجه رطوبت استاندارد استفاده شد. با استفاده از میکروسکوپ نیروی اتمی و میکروسکوب الکترونی روبشی سطح سنسور مورد بررسی قرار گرفت. حساسیت سنسور در دماهای پیرولیز مختلف مطالعه شده و با هم مقایسه شد. اثر ضخامت بر روی حساسیت سنسور و زمان پاسخ بهینه سازی شد. بررسیها نشان داد سنسور ساخته شده دارای چرخه برگشت پذیری مناسب با طول عمر عملکردی بالا در دمای محیط و حساسیت عالی برای رطوبت می باشد. همچنین این سنسور با مکانیسم عملکرد متفاوت نسبت به رطوبت در مقایسه با سایر گازها بصورت گزینشی عمل می کند.


Article's English abstract:

In this study, tin dioxide nano-particles with Graphite by spray pyrolysis method coated on the glass as a humidity sensor for first time. The sensor fabricated with mixing tin tetra chloride solution and graphite dispersed in ethanol used as a spray solution. The spray solution sprayed on heated glass at 300, 400, and 450 C. A digital ohmmeter recorded the sensor response at different humidity level and headspace standard saturated salt solutions used for fabrication of different humidity level. The surface characterizations of the sensor studied by atomic force microscope AFM and scanning electron microscope SEM. The sensitivity of the sensor demonstrated at different pyrolysis temperature. The effect the thickness on sensitivity and response-recovery time studied. Study on sensor show the sensor has good sensitivity at room temperature, excellent recyclability, and durability to humidity. The sensor with different operation mechanism has selective behavior to humidity.


کلید واژگان:
واژه های کلیدی: اسپری پیرولیز، حسگر رطوبت، نانولايه هاي اکسید قلع/گرافیت،

English Keywords:
Keywords: humidity sensor, graphite/Tin Oxide, spray pyrolysis

منابع:
[17] سالار آملي حسين- مظفري احمد- رساله تحقيقاتي تهيه لايه نازك نانو ساختار اكسيد قلع اينيديوم (ITO) آلايش شده بر روي سطوح شيشه اي و پليمري براي سلول هاي خورشيدي- سازمان پژوهش هاي علمي و صنعتي ايران- 1392

English References:
[1] E. Traversa, Ceramic sensors for humidity detection: the state-of-the-art and future developments, Sens. Actuators B: Chem. Vol. 23, pp.135–156, 1995. [2] B. Patissier, Humidity sensors for automotive, appliances and consumer applications, Sens. Actuators B: Chem. Vol. 59, pp.231–234, 1999 [3] W.P. Tai, J.H. Oh, Fabrication and humidity sensing properties of nanostructured TiO2–SnO2 thin films, Sens. Actuators B, vol. 85, pp. 154–157, 2002 [4] B. Bessais, N. Mliki, R. Bennaceur, Technological, structural and morphological aspects of screen-printed ITO used in ITO/Si type structure. Semicond.Sci. Technol. vol 8, pp.116–121, 1993 [5] A.R. Bari, M.D. Shinde, V. Deo, L.A. Patil, Effect of solvents on the particle morphology of nanostructured ZnO, Indian J. Pure Appl. Phys. Vol. 47 pp. 24–27 2009. [6] N.G. Patel, K.K. Makhija, C.J. Panchal, D.B. Dave, V.S. Vaishnav, Fabrication of carbon tetrachloride gas sensors using indium tin oxide thin films, Sens. Actuators B-Chem. Vol. 23 pp 49–53, 1995 [7] I. Sayago, J. Gutiérrez, L. Arés, J.I. Robla, M.C. Horrillo, J. Getino, J. Rino, J.A. Agapito, The effect of additives in tin oxide on the sensitivity and selectivity to NOx and CO, Sensors and Actuators B, vol. 26–27, pp19–23 1995. [8] A. Tischner, A. K?ck, T. Maier, C. Edtmaier, C. Gspan, G. Kothleitner, Tin oxide nanocrystalline films and nanowires for gas sensing applications, Microelectronic Engineering vol.86 pp. 1258–1261, 2009. [9] K. Vijayalakshmi, C. Ravidhas, V.V. Pillay, D. Gopalakrishna, Influence of deposition parameters and heat treatment on the NO2 sensing properties of nanostructured indium tin oxide thin film, Thin Solid Films, vol. 519 pp.3378–3382, 2011. [10] M.K. Ram, O. Yavuz, M. Aldissi, NO2 gas sensing based on ordered ultrathin films of conducting polymer and its nanocomposite, Synthetic Metals 151 (2005) 77–84. [11] A. Tiwari, R. Kumar, M. Prabaharan, R.R. Pandey, P. Kumar, A. Chaturvedi, A.K. Mishra, Nanofibrous polyaniline thin film prepared by plasma-induced polymerization technique for detection of NO2 gas, Polymers for Advanced Technologies, vol.21 pp.615–620 2010. [12] R.G. Deshmukh, S.S. Badadhe, I.S. Mulla, Microwave-assisted synthesis and humidity sensing of nanostructured ?-Fe2O3, Mater. Res. Bull. vol. 44, pp.1179–1182, 2009. [13] Z. Li, H. Zhang, W. Zheng, W. Wang, H. Huang, C. Wang, A.G. Macdiarmid, Y. Wei, Highly sensitive and stable humidity nanosensors based on LiCl doped TiO2 electrospun nanofibers, J. Am. Chem. Soc. Vol.130 pp.5036–5037 2008. [14] Q. Qi, T. Zhang, Q. Yu, R. Wang, Y. Zeng, L. Liu, H. Yang, Properties of humidity sensing ZnO nanorods-base sensor fabricated by screen-printing, Sens. Actuators B: Chem. Vol.133 pp.638–643, 2008 [15] Q. Kuang, C. Lao, Z.L. Wang, Z. Xie, L. Zheng, High-sensitivity humidity sensor based on a single SnO2 nanowire, J. Am. Chem. Soc. Vol.129 pp.6070–6071, 2007 [16] F. Yang Forrest, S R. Organic solar cells using transparent SnO2-F anodes. Adv Mater, vol.18 pp. 2018–2022, 2006 [18] B. V. Bergeron Marton A. Oskam G, et al. Dye-sensitized SnO2 electrodes with iodide and pseudohalide redox mediators. J Phys Chem B, 2005, vol. 109(2) 937–943 [19] R. Ferro, J.A. Rodriguez, P. Bertrand, Peculiarities of nitrogen dioxide detection with sprayed undoped and indium-doped zinc oxide thin films, Thin Solid Films, vol.516 pp. 2225–2230, 2008. [20]T. Hyodo, H. Inoue, H. Motomura, K. Matsuo, T. Hashishin, J. Tamaki, Y. Shimizu, M. Egashira, NO2 sensing properties of macroporous In2O3-based powders fabricated by utilizing ultrasonic spray pyrolysis employing polymethylmethacrylate microspheres as a template, Sensors and Actuators B, vol. 151 pp. 265–273, 2010 [21] H. Salar Amoli, S. Shokatian and M. Abdous, Thermal annealing combination with pulse Nd-YAG laser treatment of ITO on polycarbonate using spin coating process, J. Sol-Gel. Sci. Technol, Vol. 62, pp.323. 2012, [22] H. Salar Amoli and B. Fathi, Effect of pulse Nd-YAG laser beam interaction on annealing of nanopowder ITO using spin-on-glass, J. Sol-Gel Sci. Technol. Vol. 59, pp.32-35, 2011



فایل مقاله
تعداد بازدید: 314
تعداد دریافت فایل مقاله : 17



طراحی پرتال (طراحی پورتال): آرانا نتورکطراحی پرتال (طراحی پورتال): آرانا نتورک