Nghiên cứu, chế tạo cảm biến khí NH3 kiểu điện trở dựa trên vật liệu tổ hợp ZnO với CNT và GO

Đề tài tập trung nghiên cứu, tổng hợp và tổ hợp các vật liệu nano CNT, GO và ZnO để chế tạo cảm biến khí NH₃ kiểu điện trở hoạt động ở nhiệt độ phòng. Cảm biến trên cơ sở tổ hợp GO/CNT/ZnO cho độ đáp ứng cao, hoạt động ổn định và giới hạn phát hiện NH₃ rất thấp, đạt mức ppb, cho thấy tiềm năng ứng dụng trong phát hiện khí NH₃ với độ nhạy và độ chọn lọc tốt.

Nghiên cứu, chế tạo cảm biến khí NH3 kiểu điện trở dựa trên vật liệu tổ hợp ZnO với CNT và GO

Dương Vũ Trường

Khoa Giáo dục đại cương

Đại học Công nghiệp Hà Nội

Thông tin liên lạc

Emiail: truongdv@haui.edu.vn

Mục tiêu

- Nghiên cứu tổng hợp các vật liệu có cấu trúc nano là: ống nano cácbon bằng phương pháp CVD, ôxít kim loại bán dẫn ZnO bằng phương pháp kết tủa, graphen ôxít bằng phương pháp Hummers.- Chế tạo các cảm biến khí kiểu độ dẫn trên cơ sở màng nhạy khí là tổ hợp vật liệu nano: CNT/ZnO, GO/ZnO, GO/CNT/ZnO. Khảo sát tính chất nhạy khí của chúng đối với khí NH3 với tỉ lệ các thành phần vật liệu trong tổ hợp để từ đó đưa ra hướng lựa chọn tổ hợp vật liệu để chế tạo cảm biến khí có độ đáp ứng cao và độ chọn lọc tốt tại nhiệt độ phòng.- Đưa ra cơ chế giải thích đặc tính nhạy khí của các mẫu cảm biến dựa trên các tổ hợp vật liệu, CNT/ZnO, GO/ZnO, GO/CNT/ZnO ở nhiệt độ phòng.

Giải pháp

- Tìm hiểu tổng quan về ống nano cácbon, graphen ôxít

- Chế tạo các vật liệu cấu trúc nano: ZnO, graphen ôxít.

- Tổ hợp vật liệu CNT/ZnO, GO/ZnO, GO/CNT/ZnO

- Khảo sát về hình thái, vi cấu trúc của vật liệu graphen, graphen ôxít và ZnO.

- Chế tạo cảm biến khí NH3 kiểu điện trở dựa trên vật liệu nano CNT, GO và ZnO.

- Khảo sát về tính chất nhạy khí của các cảm biến dựa trên vật liệu GO, rGO, ZnO và dựa trên tổ hợp vật liệu: CNT/ZnO, GO/ZnO, GO/CNT/ZnO với khí NH3 tại nhiệt độ phòng.

- Đánh giá, đưa ra quy trình chế tạo vật liệu cảm biến.

Trên cơ sở đó, tỉ lệ các vật liệu tối ưu để cảm biến cho độ đáp ứng với khí NH3 tốt nhất tại nhiệt độ phòng sẽ được đưa ra. Các cảm biến này không những có nhiệt độ hoạt động thấp hơn mà còn có độ đáp ứng cao hơn nhiều lần so với các cảm biến khí NH3 của các nhóm nghiên cứu trong nước khác hiện nay. Đặc biệt, giới hạn phát hiện khí NH3 của cảm biến rất thấp cỡ ppb có thể so sánh với các công bố quốc tế gần đây>.

Kết quả

Đề tài đã chế tạo thành công cảm biến khí NH₃ kiểu điện trở trên nền Si/SiO₂ với lớp vật liệu nhạy là tổ hợp GO/CNT/ZnO phủ lên điện cực. Cảm biến hoạt động ổn định ở nhiệt độ phòng, cho độ đáp ứng cao và giới hạn phát hiện khí rất thấp, đạt mức ppb. Quy trình tổng hợp vật liệu nano ZnO bằng phương pháp kết tủa và vật liệu graphen ôxít (GO) bằng phương pháp Hummers đã được nghiên cứu và làm chủ. Kết quả cho thấy vật liệu tổ hợp GO/CNT/ZnO có tiềm năng ứng dụng cao trong chế tạo cảm biến khí NH₃ độ nhạy cao.

Sản phẩm/Bài báo/Báo cáo

Toàn văn báo cáo: <https://drive.google.com/open?id=1zvgvhwX-Teh9ZvCosQ9y7xzSwxbKK15d>

Nhóm Sản phẩm

Công nghệ hóa học

Sản phẩm liên quan

Nghiên cứu, chế tạo cảm biến khí NH3 kiểu điện trở dựa trên vật liệu tổ hợp ZnO với CNT và GO	Nghiên cứu thiết kế và chế tạo hệ thống thiết bị sử dụng CO₂ dạng rắn để làm sạch bề mặt máy móc thiết bị công nghiệp	Chế phẩm CT2 phòng trừ ruồi vàng và nấm mốc, nghiên cứu ứng dụng trên bưởi Diễn và Ổi Đài Loan tại Vĩnh Phúc

Xem trong không gian 3D

Video Giới thiệu sản phẩm