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
NexusExplorer应助研友_ZlPDdZ采纳,获得10
刚刚
1秒前
所所应助dream采纳,获得10
1秒前
318yyl完成签到,获得积分10
1秒前
情怀应助rong采纳,获得10
1秒前
白立轩发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
3秒前
余日秋山发布了新的文献求助10
3秒前
打打应助zz采纳,获得10
3秒前
Rank发布了新的文献求助30
3秒前
还好完成签到,获得积分10
3秒前
4秒前
4秒前
4秒前
JasonLee发布了新的文献求助10
4秒前
6秒前
ZZ发布了新的文献求助10
6秒前
wjx发布了新的文献求助10
6秒前
嗯嗯发布了新的文献求助10
6秒前
qxy完成签到 ,获得积分10
7秒前
8秒前
8秒前
cen完成签到,获得积分10
8秒前
申小萌发布了新的文献求助30
8秒前
小智发布了新的文献求助10
8秒前
null发布了新的文献求助10
9秒前
mayberichard发布了新的文献求助10
9秒前
10秒前
赘婿应助memedaaaah采纳,获得10
10秒前
领导范儿应助落后的采波采纳,获得10
11秒前
11秒前
王者归来给王者归来的求助进行了留言
11秒前
木木完成签到,获得积分10
11秒前
12秒前
宋宋宋2完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
桐桐应助张鑫采纳,获得30
12秒前
梅槿完成签到 ,获得积分10
12秒前
卡卡西应助查查采纳,获得20
13秒前
高分求助中
Picture Books with Same-sex Parented Families: Unintentional Censorship 700
ACSM’s Guidelines for Exercise Testing and Prescription, 12th edition 500
Nucleophilic substitution in azasydnone-modified dinitroanisoles 500
不知道标题是什么 500
Indomethacinのヒトにおける経皮吸収 400
Phylogenetic study of the order Polydesmida (Myriapoda: Diplopoda) 370
Effective Learning and Mental Wellbeing 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3975165
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3519595
关于积分的说明 11198781
捐赠科研通 3255912
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1798001
邀请新用户注册赠送积分活动 877343
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 806298