基于二硫化钼/石墨烯复合材料的汞蒸气传感器

发布时间：2024-04-27 06:07

　　采用水热法合成MoS₂/石墨烯复合材料并制作气敏元件,进行汞蒸气气敏性质测试。当石墨烯与MoS₂的摩尔比为0.5%时,复合材料对汞蒸气的灵敏度最佳;在2.18～126.18 mg/m³浓度范围内,传感器的灵敏度具有良好的线性度;在汞蒸气浓度29.48 mg/m³条件下,传感器的响应时间为8.5 min,恢复时间为9.0 min。传感器具有优良的重复性、稳定性和选择性,传感器在燃煤电厂烟气常见成分H₂S、NH₃和NO₂三种气体中没有明显的响应,可以应用于实际检测。

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【部分图文】：

图1MoS2/石墨烯复合材料(石墨烯与MoS2摩尔比0.5%)SEM照片和XRD图谱

图1为石墨烯与MoS2摩尔比为0.5%时复合材料SEM照片和XRD图谱。由SEM照片可见复合材料由大量的球状结构组成,这种球状结构是由很多互相连接的层状褶片构成。通过XRD对复合材料进行晶型结构分析,样品在2θ为14.37o、32.67o、39.53o和58.33o处出现了衍射峰....

图2拉曼光谱图(a)氧化石墨;(b)MoS2/石墨烯复合材料(石墨烯与MoS2摩尔比0.5%)

置于29.48mg/m3汞蒸气浓度中,对不同石墨烯含量的复合材料进行了灵敏度测试,如图3所示,灵敏度定义为S=(Rg-R0)R0,(R0为空气中器件的电阻值,Rg为汞蒸气环境中器件的电阻值)[10]。当汞蒸气原子吸附在石墨烯表面或是从其表面脱附时,都会改变石墨....

图3石墨烯与MoS2摩尔比对灵敏度的影响

图2拉曼光谱图(a)氧化石墨;(b)MoS2/石墨烯复合材料(石墨烯与MoS2摩尔比0.5%)2.4不同汞蒸气浓度气敏性质测试

图4MoS2/石墨烯复合材料在不同汞蒸气浓度的气敏性质测试

在汞蒸气浓度在2.18～452.51mg/m3的范围内,对MoS2/石墨烯复合材料进行不同汞蒸气浓度的气敏性质测试,实验结果如图4所示。汞蒸气通入后,传感器阻值的下降速度开始时较为迅速,此时复合材料表面的强吸附位点发生作用,随后弱吸附位点发生作用,响应曲线变得平缓。由于复合材料....

本文编号：3965467