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:11
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.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

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
靓丽的摩托关注了科研通微信公众号
1秒前
2秒前
22鱼完成签到,获得积分10
3秒前
aafrr完成签到 ,获得积分10
3秒前
芝士的酒完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
九城完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
6秒前
司徒文青应助Mid采纳,获得30
6秒前
华仔应助李秋静采纳,获得10
6秒前
buno应助大脸妹采纳,获得10
6秒前
Owen应助喵酱采纳,获得30
6秒前
胖豆发布了新的文献求助10
6秒前
今后应助科研小白菜采纳,获得10
7秒前
orixero应助欢呼的明雪采纳,获得10
7秒前
8秒前
my完成签到 ,获得积分10
9秒前
duxinyue完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
10秒前
科研通AI5应助斯文芷荷采纳,获得10
10秒前
11秒前
2鱼发布了新的文献求助10
12秒前
SYLH应助畅快的谷梦采纳,获得10
13秒前
mingjie发布了新的文献求助10
13秒前
Akim应助克里斯就是逊啦采纳,获得10
13秒前
越幸运完成签到 ,获得积分10
14秒前
young完成签到 ,获得积分10
14秒前
天天快乐应助成就的烧鹅采纳,获得10
15秒前
cora发布了新的文献求助10
15秒前
诚心的不斜完成签到,获得积分10
16秒前
bono完成签到 ,获得积分10
16秒前
16秒前
17秒前
又要起名字关注了科研通微信公众号
18秒前
可爱的函函应助su采纳,获得10
18秒前
19秒前
澳澳完成签到,获得积分10
20秒前
20秒前
高分求助中
Continuum Thermodynamics and Material Modelling 3000
Production Logging: Theoretical and Interpretive Elements 2700
Social media impact on athlete mental health: #RealityCheck 1020
Ensartinib (Ensacove) for Non-Small Cell Lung Cancer 1000
Unseen Mendieta: The Unpublished Works of Ana Mendieta 1000
Bacterial collagenases and their clinical applications 800
El viaje de una vida: Memorias de María Lecea 800
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 物理化学 催化作用 量子力学 光电子学 冶金
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3527884
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3108006
关于积分的说明 9287444
捐赠科研通 2805757
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1540033
邀请新用户注册赠送积分活动 716904
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 709794