Een nieuw artikel dat door Materia Nova is gepubliceerd in het tijdschrift Chemosensors
Materia Nova/UMons (Driss Lahem) heeft in samenwerking met de Universiteit van Dammam (Saoedi-Arabië) in het tijdschrift Chemosensors een artikel gepubliceerd met de titel: “Defect-Driven Selectivity Inversion in ZnO Gas Sensors via Y3+ and Dy3+ Doping for Enhanced VOC Detection with a Suppressed NO2 Response”
Abstract
In this work, we demonstrate a defect-mediated strategy to fundamentally reprogram the selectivity of ZnO gas sensors through targeted doping with two types of trivalent rare-earth ions. We incorporate yttrium (Y3+) and dysprosium (Dy3+) into the ZnO host via a high-energy ball-milling (HEBM)-assisted solid-state reaction. On the basis of structural, optical, and spectroscopic characterizations, we demonstrate a significant increase in the oxygen vacancy density and a reduction in the band gap energy. The gas sensing tests revealed a remarkable inversion of selectivity: while doping suppressed the NO2 response by 86% to 94%, it increased the sensitivity to VOCs. Dy doping produced a selective sensor for ethanol (S = 9.61, 5.62 × selectivity over NO2), and Y doping produced a selective sensor for acetone (S = 8.27, 2 × selectivity over NO2). This dopant-specific defect engineering provides a direct pathway to adapt ZnO sensors to the selective detection of VOCs in environmental monitoring.
Wilt u er meer over weten? 👉👉 : https://www.mdpi.com/1424-8220/26/15/4675
Bent u geen wetenschapper? Hier volgt een korte samenvatting van de inhoud van dit artikel.
Slimme sensoren om vervuiling te detecteren
Onderzoekers van Materia Nova/UMONS en de Universiteit van Dammam (Saoedi-Arabië) hebben resistieve sensoren op basis van zinkoxide (ZnO) verbeterd, een materiaal dat wordt gebruikt om gassen in de lucht te detecteren.
Door er zeer kleine hoeveelheden van twee chemische elementen, yttrium (Y) en dysprosium (Dy), aan toe te voegen, hebben ze minuscule ‘gaatjes’ in de structuur van het materiaal gecreëerd, op plaatsen waar zuurstofatomen ontbreken. Deze gaten veranderen de manier waarop de sensor op gassen reageert: hij wordt minder gevoelig voor stikstofdioxide (NO₂), maar veel gevoeliger voor bepaalde vluchtige organische stoffen (VOS).
Bovendien maakt het gekozen element het mogelijk om zich op een specifiek gas te richten:
- met dysprosium detecteert de sensor ethanol zeer goed;
- met yttrium wordt hij zeer gevoelig voor aceton.
Door te variëren met deze toevoegingen kan de sensor dus worden ‘geprogrammeerd’ om een specifieke verontreinigende stof op te sporen, een veelbelovende aanpak om de luchtkwaliteit gerichter te monitoren.
