PtPd/CeO2催化增强的WO3纳米纤维双层气体传感器用于ppb级别的烯检测
Manwen Hu1, Jiejie Yu1, Ruijie Qin2
1School of Materials and Chemistry, University of Shanghai for Science & Technology, Shanghai 200093, China.
Journal of hazardous materials
|December 11, 2025
概括
这项研究提出了一种新型的双层传感器,用于检测ppb水平的微量烯 (C8H10). 传感器显示出高灵敏度和稳定性,这对于环境监测和保护呼吸道和中枢神经系统至关重要.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 环境科学 环境科学
- 化学工程是化学工程的重要组成部分.
背景情况:
- 暴露于烯会造成严重的健康风险,影响呼吸道和中枢神经系统,即使在微量水平 (ppb).
- 在ppb水平上有效检测烯对于环境监测和公共卫生至关重要.
- 现有的气体传感器往往在高工作温度和足迹检测敏感度差的情况下扎.
研究的目的:
- 开发一种高性能气体传感器,用于超低度的烯检测.
- 在双层传感器结构中研究PtPd纳米金属敏感化的CeO2多孔纳米圈和WO3纳米纤维的潜力.
- 了解烯在传感器表面的催化转化机制.
主要方法:
- 使用PtPd/CeO2纳米球 (上触媒层) 和WO3纳米纤维 (下传感层) 制造双层传感器.
- 用于材料合成的解决方案自组装和浸技术.
- 采用现场红外和在线质谱法来分析气相反应机制.
主要成果:
- 1重%的Pt70Pd30/CeO2/WO3传感器在180°C下对10ppm的烯产生了很高的响应 (Ra/Rg=38.67).
- 已经证明对超低的烯度 (低至1ppb (Ra/Rg=1.4)) 有显著的反应.
- 传感器表现出良好的稳定性和耐湿性,证实了烯转化为多烯和甲基基.
结论:
- 这种新型的双层传感器有效地使得在ppb级别上可以检测微量烯.
- 在PtPd/CeO2层上,烯的催化转化显著提高了传感器的性能.
- 这种传感器技术显示出对现实世界环境监测应用的巨大潜力.
