Enhanced NO2 sensing performance of metal ion substituted ZnFe2O4 core-shell microspheres: Experiment and DFT study

材料科学 吸附 X射线光电子能谱 离子 水溶液中的金属离子 金属 分子 电子转移 表征(材料科学) 壳体(结构) 多孔性 微球 纳米技术 化学工程 分析化学(期刊) 物理化学 化学 复合材料 有机化学 冶金 工程类
作者
Run Zhang,Yan Zhang,Linghao Zhu,Yan Wang,Cong Qin,Jianliang Cao
出处
期刊:Sensors and Actuators B-chemical [Elsevier BV]
卷期号:409: 135581-135581 被引量:2
标识
DOI:10.1016/j.snb.2024.135581
摘要

In this study, ZnFe2O4 core-shell microspheres were substituted by varying metal ions (Cu2+, Co2+, Ce3+) using a solvothermal method without any template combined with the subsequent thermal treatment. The product underwent characterization by employing a variety of techniques such as XRD, SEM, TEM, XPS and UV-Vis. The characterization revealed that the formation mechanism of core-shell microspheres and metal ions do replace corresponding positions in the ZnFe2O4 core-shell microspheres. Gas sensing tests were conducted on the substituted ZnFe2O4 materials and it was found that NO2 sensing performance has been improved to varying degrees because of the addition of metal ions. Specifically, at 120°C, the response value of the Co0.25Zn0.75Fe2O4 sensor was 170 for 5 ppm NO2, which was more than 150 times higher than that of the pristine core-shell microspheres ZnFe2O4 sensor. Theoretical calculations indicate that for the three cations (Cu2+, Co2+, Ce3+) substituting ZnFe2O4, the Zn, Zn, and Fe site are the most easily substituted sites, respectively. The optimal adsorption location for NO2 molecules on ZnFe2O4 is the oxygen site with an adsorption energy of -3.56 eV and an electron transfer amount of -0.9422 e. The study also discussed the mechanism behind the enhanced sensing performance of the Co0.25Zn0.75Fe2O4. The porous shell structure, hollow interior of the microspheres and special internal electron transfer channels made them ideal candidates for gas-sensing applications.
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
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
zyh给zyh的求助进行了留言
1秒前
underoos完成签到,获得积分10
1秒前
Victor66685应助111采纳,获得30
3秒前
3秒前
cyy完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
underoos发布了新的文献求助10
5秒前
张不张发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
alian发布了新的文献求助10
5秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
5秒前
she发布了新的文献求助10
5秒前
拼搏的韭菜完成签到,获得积分10
6秒前
优美巨人发布了新的文献求助10
6秒前
Akim应助cc采纳,获得10
7秒前
7秒前
星辰大海应助清欢采纳,获得10
8秒前
斯文败类应助小冯采纳,获得10
8秒前
细心蚂蚁发布了新的文献求助10
8秒前
SunOSun发布了新的文献求助30
9秒前
学术laji发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
11秒前
科研通AI5应助xiaoyu123采纳,获得10
11秒前
11秒前
情怀应助awwww采纳,获得10
12秒前
neckerzhu发布了新的文献求助10
12秒前
紧张的惜寒完成签到,获得积分10
14秒前
14秒前
14秒前
干涸的脑瓜完成签到 ,获得积分10
14秒前
14秒前
15秒前
17秒前
nns完成签到,获得积分10
17秒前
18秒前
wml完成签到,获得积分10
18秒前
cc完成签到,获得积分10
18秒前
oudian发布了新的文献求助10
18秒前
18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
Zeolites: From Fundamentals to Emerging Applications 1500
International Encyclopedia of Business Management 1000
Encyclopedia of Materials: Plastics and Polymers 1000
Architectural Corrosion and Critical Infrastructure 1000
Early Devonian echinoderms from Victoria (Rhombifera, Blastoidea and Ophiocistioidea) 1000
Hidden Generalizations Phonological Opacity in Optimality Theory 1000
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 内科学 生物化学 物理 计算机科学 纳米技术 遗传学 基因 复合材料 化学工程 物理化学 病理 催化作用 免疫学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4934228
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4202186
关于积分的说明 13056265
捐赠科研通 3976412
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2178969
邀请新用户注册赠送积分活动 1195288
关于科研通互助平台的介绍 1106655