Sodium titanate: A proton conduction material for ppb-level NO2 detection with near-zero power consumption

相对湿度 吸附 功率消耗 质子 材料科学 灵敏度(控制系统) 分子间力 热传导 钛酸酯 化学 分析化学(期刊) 纳米技术 功率(物理) 光电子学 化学工程 分子 色谱法 热力学 有机化学 电子工程 复合材料 物理 量子力学 工程类 陶瓷
作者
Lubing Cai,Xuemin Zhang
出处
期刊:Journal of Hazardous Materials [Elsevier]
卷期号:462: 132781-132781 被引量:16
标识
DOI:10.1016/j.jhazmat.2023.132781
摘要

Constrained by the traditional charge transfer sensing mechanism, it is quite challenging to fabricate NO2 sensors that simultaneously exhibit high sensitivity, rapid response/recovery, and low power consumption. Herein, sodium titanate (NTO), a layered material with abundant surface-rooted OH groups (OHR), is demonstrated to be a promising NO2 sensing material. To understand the sensing behavior of NTO, the influences of operating temperature, applied voltage, and relative humidity are investigated, and a novel OHR-enabled proton conduction sensing mechanism is proposed. The sensing process mainly involves selective NO2 adsorption on OHR, thereby lowering the activation energy for proton transportation along the NTO surface. Meanwhile, the moderate intermolecular interaction makes NO2 both easily adsorbed and desorbed at room temperature. Hence, NTO exhibits a highly sensitive, rapid, and fully recoverable response (∼5.7-1 ppm NO2 within 3 s), wide detection range (1 ppb-20 ppm), good stability (>2 months), and near-zero power consumption (0.5 nW). Finally, we demonstrate that NTO has an excellent practical indoor/outdoor NO2 sensing ability. This work offers a new pathway to resolve the inherent conflicts in available NO2 sensors by using NTO via the OHR-enabled proton conduction sensing mechanism, which may also provide insight into designing high-performance sensors for other gases.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
栗子完成签到 ,获得积分10
刚刚
gao完成签到,获得积分10
1秒前
秋祁完成签到,获得积分10
1秒前
666完成签到,获得积分10
1秒前
2秒前
自由的信仰完成签到,获得积分10
2秒前
纯情的远山完成签到,获得积分10
2秒前
科研通AI6应助完美元采纳,获得10
3秒前
limi完成签到 ,获得积分10
3秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
3秒前
今天也在板砖完成签到,获得积分10
3秒前
小蘑菇应助维尼采纳,获得10
3秒前
努力学习完成签到,获得积分10
4秒前
Akim应助幽默书瑶采纳,获得10
4秒前
赘婿应助文艺的冬卉采纳,获得10
4秒前
重要语薇完成签到,获得积分10
4秒前
小小怪完成签到 ,获得积分10
4秒前
5秒前
happynewyear发布了新的文献求助30
6秒前
高兴的冬天完成签到,获得积分10
6秒前
Coaly完成签到,获得积分10
7秒前
时荒发布了新的文献求助10
7秒前
bobo完成签到,获得积分10
7秒前
汉堡包应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
8秒前
8秒前
min20210429发布了新的文献求助10
9秒前
zhuluosheng完成签到,获得积分10
9秒前
TheMonster完成签到,获得积分10
9秒前
hatim完成签到,获得积分10
9秒前
晴天霹雳3732完成签到,获得积分10
10秒前
Jason发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
菠萝蜜完成签到,获得积分10
12秒前
天天快乐应助时荒采纳,获得10
12秒前
老迟到的小丸子完成签到,获得积分10
12秒前
雨的印记完成签到,获得积分10
13秒前
研友_nPPERn完成签到,获得积分10
13秒前
跳跃的大碗完成签到,获得积分10
13秒前
Richardisme完成签到,获得积分10
13秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Encyclopedia of Reproduction Third Edition 3000
Comprehensive Methanol Science Production, Applications, and Emerging Technologies 2000
From Victimization to Aggression 1000
化妆品原料学 1000
小学科学课程与教学 500
Study and Interlaboratory Validation of Simultaneous LC-MS/MS Method for Food Allergens Using Model Processed Foods 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5645317
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4768461
关于积分的说明 15028063
捐赠科研通 4803918
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2568536
邀请新用户注册赠送积分活动 1525881
关于科研通互助平台的介绍 1485508