α-Fe2O3/還元酸化グラフェンに基づく一酸化炭素触媒発光センサー

GONG Quan-quan ,  

DOU Dan-dan ,  

ZHANG Guo-ying ,  

WANG Kun ,  

CUI Xiang-yu ,  

YIN Jian-guang ,  

YANG Liu-qian ,  

摘要

水熱法を用いてα-Fe2O3/還元酸化グラフェン(α-Fe2O3/rGO)複合材料を調製し、一酸化炭素(CO)検出用の触媒発光(CTL)センサーを構築した。本センサーは感受性材料が塗布されたセラミック加熱棒、石英反応室、ガス流路、サンプル注入システム、光電子増倍管および信号処理ユニットから構成され、COの触媒反応過程で発生する発光信号をリアルタイムに収集できる。X線回折、窒素吸着-脱着、透過型電子顕微鏡により調製材料の結晶相構造および形態を特性評価し、検出条件を体系的に最適化した。結果より、α-Fe2O3/rGO複合材料は単体のα-Fe2O3に比べてより高いCTL応答を示した。センサーのCO検出線形範囲は80〜1125 mg/m3、検出限界(S/N=3)は26 mg/m3であり、一般的な干渉ガスには明らかな応答を示さなかった。模擬混合ガス試料中のCO回収率は104%〜110%であった。機構研究により、COはα-Fe2O3/rGO表面でO-により酸化され励起状態のCO2を生成し、基底状態に戻る際に発光することが推測された。構築したα-Fe2O3/rGO複合材料に基づくCTLセンサーは、COの迅速かつ高選択的な検出を実現し、COのオンライン監視および緊急警報のための新たな技術的支援を提供し、CTL気体感応材料の設計に新たな視点をもたらす。

关键词

一酸化炭素;触媒発光;ガスセンサー;α-Fe2O3;還元酸化グラフェン

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