RAS Chemistry & Material ScienceНеорганические материалы Inorganic Materials

  • ISSN (Print) 0002-337X
  • ISSN (Online) 3034-5588

ГАЗОЧУВСТВИТЕЛЬНЫЕ СВОЙСТВА НАНОСТРУКТУР ДИСУЛЬФИДА МОЛИБДЕНА

PII
S30345588S0002337X25010116-1
DOI
10.7868/S3034558825010116
Publication type
Article
Status
Published
Authors
Volume/ Edition
Volume 61 / Issue number 1-2
Pages
111-117
Abstract
Современный этап развития газовой сенсорики характеризуется расширением диапазона применяемых материалов. Для совершенствования характеристик сенсоров, в том числе снижения рабочих температур, проводятся исследования возможностей применения дихалькогенидов переходных металлов. В данной работе гидротермальным синтезом получены газочувствительные слои MoS. Проведены их исследования методами растровой электронной микроскопии и рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии. Взаимодействие синтезированных слоев с парами изопропилового спирта при комнатной температуре проанализировано с помощью спектроскопии импеданса. Показаны возможности их применения для детектирования восстанавливающих газов при комнатной температуре.
Keywords
Date of publication
01.01.2025
Year of publication
2025
Number of purchasers
0
Views
8

References

  1. 1. Карманов А.А., Пронин И.А., Якушова Н.Д., Комолов А.С., Мошников В.А. Исследование поверхностных превращений в золь-гель-пленках на основе оксида цинка при ультрафиолетовом фотоотжиге методом рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии // Неорган. материалы. 2022. Т. 58. № 11. С. 1184-1191. https://doi.org/10.31857/S0002337X22110070
  2. 2. Крастева Л.К., Димитров Д.Ц., Папазова К.И., Николаев Н.К., Пешкова Т.В., Мошников В.А., Грачева И.Е., Карпова С.С., Канева Н.В. Синтез и характеризация наноструктурированных слоев оксида цинка для сенсорики // ФТП. 2013. Т. 47. № 4. С. 564-569.
  3. 3. Кононова И.Е., Кононов П.В., Мошников В.А. Развитие модели образования материалов с иерархической структурой пор, созданных в условиях золь-гель-процессов // Неорган. материалы. 2018. Т. 54. № 5. С. 500-512.
  4. 4. Налимова С.С., Мякин С.В., Мошников В.А. Управление функциональным составом поверхности и улучшение газочувствительных свойств металлооксидных сенсоров посредством электронно-лучевой обработки // ФХС. 2016. Т. 42. № 6. С. 773-780.
  5. 5. Zhao J., Wang H., Cai Y., Zhao J., Gao Z., Song Y.- Y. The challenges and opportunities for TiO2 nanostructures in gas sensing // ACS Sens. 2024. V. 9. № 4. P. 1644-1655. https://doi.org/10.1021/acssensors.4c00137
  6. 6. Shi Y., Li X., Sun X.F., Shao X., Wang H.Y. Strategies for improving the sensing performance of In2O3-based gas sensors for ethanol detection // J. Alloys Compd. 2023. V. 963. P. 171190. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2023.171190
  7. 7. Рябко А.А., Бобков А.А., Налимова С.С., Максимов А.И., Левицкий В.С., Мошников В.А., Теруков Е.И. Газочувствительность наноструктурированных покрытий на основе наностержней оксида цинка при комбинированной активации // ЖТФ. 2022. Т. 92. № 5. С. 758-764. https://doi.org/10.21883/JTF.2022.05.52382.314-21
  8. 8. Krishna K.G., Parne S., Pothukanuri N., Kathirvelu V., Gandi S., Joshi D. Nanostructured metal oxide semiconductor-based gas sensors: A comprehensive review // Sens. Actuators, A. 2022. V. 341. P. 113578. https://doi.org/10.1016/j.sna.2022.113578
  9. 9. Tian W., Liu X., Yu W. Research Progress of Gas Sensor Based on Graphene and Its Derivatives: A Review // Appl. Sci. 2018. V. 8. P. 1118. https://doi.org/10.3390/app8071118
  10. 10. Seekaew Y., Phokharatkul D., Wisitsoraat A., Wongchoosuk C. Highly sensitive and selective room-temperature NO2 gas sensor based on bilayer transferred chemical vapor deposited graphene // Appl. Surf. Sci. 2017. V. 40. P. 357-363. https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2017.01.286
  11. 11. Buckley D.J., Black N.C.G., Castanon E.G., Melios C., Hardman M., Kazakova O. Frontiers of graphene and 2D material-based gas sensors for environmental monitoring // 2D Mater. 2020. V. 7. № 3. P. 032002. https://doi.org/10.1088/2053-1583/ab7bc5
  12. 12. Wang Z., Bu M., Hu N., Zhao L. An overview on room-temperature chemiresistor gas sensors based on 2D materials: Research status and challenge // Composites, Part B. 2023. V. 248. P. 110378. https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2022.110378
  13. 13. Mihin A.O., Firsov D.D., Komkov O.S. Investigation of energy transitions in MoS2 by photoreflectance spectroscopy method // J. Phys.: Conf. Ser. 2020. V. 1695. P. 012111. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1695/1/012111
  14. 14. Kumar R., Zheng W., Liu X., Zhang J., Kumar M. MoS2-Based Nanomaterials for Room-Temperature Gas Sensors // Adv. Mater. Technol. 2020. P. 1901062. https://doi.org/10.1002/admt.201901062
  15. 15. Sun J., Li X., Guo W., Zhao M., Fan X., Dong Y., Xu C., Deng J., Fu Y. Synthesis methods of two-dimensional MoS2: a brief review // Crystals. 2017. V. 7. № 7. P. 198. https://doi.org/10.3390/cryst7070198
  16. 16. Lee S.-J., Son Y.-S., Choi J.-H., Kim S.-S., Park S.-Y. Morphology and catalytic performance of MoS2 hydrothermally synthesized at various pH values // Catalysts. 2021. V. 11. № 10. P. 1229. https://doi.org/10.3390/catal11101229
  17. 17. Wei R., Yang H., Du K., Fu W., Tian Y., Yu Q., Liu S., Li M., Zou G. A facile method to prepare MoS2 with nanoflower-like morphology // Mater. Chem. Phys. 2008. V. 108. P. 188-191. https://doi.org/10.1016/j.matchemphys.2007.10.007
  18. 18. Shokri A., Salami N. Gas sensor based on MoS2 monolayer // Sens. Actuators, B. 2016. V. 236. P. 378-385. https://doi.org/10.1016/j.snb.2016.06.033
  19. 19. Kumar R., Goel N., Kumar M. UV-Activated MoS2 Based Fast and Reversible NO2 Sensor at Room Temperature // ACS Sens. 2017. V. 2. № 11. P. 1744-1752. https://doi.org/10.1021/acssensors.7b00731
  20. 20. Rajbhar M.K., De S., Sanyal G., Kumar A., Chakraborty B., Chatterjee S. Defect-engineered 3D nanostructured MoS2 for detection of ammonia gas at room temperature // ACS Appl. Nano Mater. 2023. V. 6. № 7. P. 5284-5297. https://doi.org/10.1021/acsanm.2c05361
  21. 21. Ponnusamy K.M., Ghuge R.S., Raveendran N., Satheesh P.P., Durairaj S., Eswaran S.K., Heo K., Sivalingam Y., Chandramohan S. Vertical MoS2 nanosheets via space-confined CVD for room temperature photo-enhanced highly selective triethylamine sensing // ACS Appl. Nano Mater. 2024. V. 7. № 6. P. 6691-6703. https://doi.org/10.1021/acsanm.4c00697
  22. 22. Liu H., Zhang S., Cheng Q., Wang L., Wang S. A mini review on the recent progress of MoS2-based gas sensors // Catal. Lett. 2024. V. 154. № 4. P. 1375-1384. http://doi.org/10.1007/s10562-023-04436-6
  23. 23. Bobkov A., Luchinin V., Moshnikov V., Nalimova S., Spivak Y. Impedance spectroscopy of hierarchical porous nanomaterials based on por-Si, por-Si incorporated by Ni and metal oxides for gas sensors // Sensors. 2022. V. 22. № 4. P. 1530. https://doi.org/10.3390/s22041530
  24. 24. Kondratev V.M., Vyacheslavova E.A., Shugabaev T., Kirilenko D.A., Kuznetsov A., Kadinskaya S.A., Shomakhov Z.V., Baranov A.I., Nalimova S.S., Moshnikov V.A., Gudovskikh A.S., Bolshakov A.D. Si nanowire-based Schottky sensors for selective sensing of NH3 and HCl via impedance spectroscopy // ACS Appl. Nano Mater. 2023. V. 6. № 13. P. 11513-11523. https://doi.org/10.1021/acsanm.3c01545
  25. 25. Kondratiev V.M., Morozov I.A., Vyacheslavova E.A., Kirilenko D.A., Kuznetsov A., Kadinskaya S.A., Nalimova S.S., Moshnikov V.A., Gudovskikh A.S., Bolshakov A.D. Silicon nanowire-based room-temperature multi-environment ammonia detection // ACS Appl. Nano Mater. 2022. V. 5. № 7. P. 9940-9949. https://doi.org/10.1021/acsanm.2c02178
  26. 26. Nalimova S.S., Kononova I.E., Moshnikov V.A., Dimitrov D.Tz., Kaneva N.V., Krasteva L.K., Syuleyman S.A., Bojinova A.S., Papazova K.I., Georgieva A.Ts. Investigation of the vapor-sensitive properties of zinc oxide layers by impedance spectroscopy // Bulg. Chem. Commun. 2017. V. 49. № 1. P. 121-126.
  27. 27. Balasubramani V., Sureshkumar S., Rao T.S., Sridhar T.M. Impedance spectroscopy-based reduced graphene oxide-incorporated ZnO composite sensor for H2S investigations // ACS Omega. 2019. V. 4. № 6. P. 9976-9982. https://doi.org/10.1021/acsomega.9b00754
  28. 28. Al-Hardan N.H., Abdullah M.J., Aziz A.A. Sensing mechanism of hydrogen gas sensor based on RF-sputtered ZnO thin films // Int. J. Hydrogen Energy. 2010. V. 35. P. 4428. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2010.02.006
  29. 29. Fedorov F.S., Varezhnikov A.S., Kiselev I., Kolesnichenko V.V., Burmistrov I.N., Sommer M., Fuchs D., Kübel C., Gorokhovsky A.V., Sysoev V.V. Potassium polytitanate gas-sensor study by impedance spectroscopy // Anal. Chim. Acta. 2015. V. 897. P. 81-86. https://doi.org/10.1016/j.aca.2015.09.029
  30. 30. Du J., Wu H., Wang X., Qi C., Mao W., Ren T., Qiao Q., Yang Z. Ternary MoS2/MoO3/C nanosheets as high-performance anode materials for lithium-ion batteries // J. Electron. Mater. 2018. V. 47. № 11. P. 6767-6773. https://doi.org/10.1007/s11664-018-6602-1
  31. 31. Kundu M., Mondal D., Mondal I., Baral A., Halder P., Biswas S., Paul B.K., Bose N., Basu R., Das S. A rational preparation strategy of phase tuned MoO3 nanostructures for high-performance all-solid asymmetric supercapacitor // J. Energy Chem. 2023. V. 87. P. 192-206. https://doi.org/10.1016/j.jechem.2023.08.014
  32. 32. Wang B.B., Zhong X.X., Ming B.M., Zhu M.K., Chen Y.A., Cvelbar U., Ostrikov K. Structure and photoluminescence properties of MoO3-x/graphene nanoflake hybrid nanomaterials formed via surface growth // Appl. Surf. Sci. 2019. V. 480. P. 1054-1062. https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2019.02.183
  33. 33. Shankar P., Rayappan J.B.B. Room temperature ethanol sensing properties of ZnO nanorods prepared using an electrospinning technique // J. Mater. Chem. C. 2017. V. 5. № 41. P. 10869-10880. https://doi.org/10.1039/C7TC03771F
  34. 34. Chiang H., Bhan A. Catalytic consequences of hydroxyl group location on the rate and mechanism of parallel dehydration reactions of ethanol over acidic zeolites // J. Catal. 2010. V. 271. № 2. P. 251-261. https://doi.org/10.1016/ j.jcat.2010.01.021
  35. 35. Piccini G., Alessio M., Sauer J. Ab initio study of methanol and ethanol adsorption on Brønsted sites in zeolite H-MFI // Phys. Chem. Chem. Phys. 2018. V. 20. № 30. P. 19964-19970. https://doi.org/10.1039/C8CP03632B
  36. 36. Kumar R., Kulriya P.K., Mishra M., Singh F., Gupta G., Kumar M. Highly selective and reversible NO2 gas sensor using vertically aligned MoS2 flake networks // Nanotechnology. 2018. V. 29. № 46. P. 464001. https://doi.org/10.1088/1361-6528/aade20
  37. 37. Li W., Zhang Y., Long X., Cao J., Xin X., Guan X., Peng J., Zheng X. Gas sensors based on mechanically exfoliated MoS2 nanosheets for Room-Temperature NO2 detection // Sensors. 2019. V. 19. № 9. P. 2123. https://doi.org/10.3390/s19092123
  38. 38. Choi G.J., Mishra R.K., Gwag J.S. 2D layered MoS2 based gas sensor for indoor pollutant formaldehyde gas sensing applications // Mater. Lett. 2020. V. 264. P. 127385. https://doi.org/10.1016/j.matlet.2020.127385
  39. 39. Sharma S., Kumar A., Singh N., Kaur D. Excellent room temperature ammonia gas sensing properties of n-MoS2/p-CuO heterojunction nanoworms // Sens. Actuators, B. 2018. V. 275. P. 499-507. https://doi.org/10.1016/j.snb.2018.08.046
QR
Translate

Индексирование

Scopus

Scopus

Scopus

Crossref

Scopus

Higher Attestation Commission

At the Ministry of Education and Science of the Russian Federation

Scopus

Scientific Electronic Library