安徽理工大学--基于石墨烯中LaNiMoSe2和导电聚合物PANI复合半导体纳米复合材料的化学-电气敏传感器

论文展示了有效的微波合成含有石墨烯、定向聚合物PANI纳米粒子和LaNiMoSe₂的四元纳米复合材料。我们描述了利用LaNiMoSe₂-G-PANI复合材料设计一种检测HCl、HNO₃和NH₃的电流型传感器。用循环伏安法将LaNiMoSe₂-G-PANI涂覆在专用电极上，作为活性传感器材料。结果表明，PANI具有良好的连接功能化GO的能力。对于不同的固定方法，区分HCl、HNO₃和NH₃是很重要的，即使视线范围内氧气作为障碍物。LaNiMoSe₂-G-PANI电极可用于测定50-1000 ppm范围内的各种HCl、HNO₃和NH₃浓度，循环伏安施加下限为50 ppm。为了测量灵敏度和选择性，我们在含有HCl、HNO₃和NH₃的地方使用了涂有LaNiMoSe₂-G-PANI复合物的电极，没有进行预处理。LaNiMoSe₂-G-PANI作为一种活性传感材料，具有良好的检测能力和再现性。

图1. LaNiMoSe₂、LNMS-G、LNMS-G-PANI样品的XRD光谱。

图2. (a)LaNiMoSe₂、(b)LNMS-G、(c)LNMS-G-PANI和(d)LNMS-G-PANI样品的SEM图像。

图3. (a)LaNiMoSe₂-G(LNMS-G)、(b)LNMS-G、(c)LNMS-G-PANI的TEM图像；(d)SAED图像。

图4. LNMS-G-PANI样品的（La、Ni、Mo、Se、C、N和O）元素EDS光谱。

图5. (a)LaNiMoSe₂（LNMS），(b)LNMS-G和(c)LNMS-G-PANI（LNMSGP）样品的拉曼光谱。

图6. LaNiMoSe₂、LNMS-G和LNMS-G-PANI样品的DRS光谱。

图7. (a)XPS测量光谱和(b)C1s、(c)N1s、(d)Ni2p、(e)Se3d、(f)Mo3d和(g)La3d的高分辨率XPS光谱。

图8. 使用循环伏安法将(a)LaNiMoSe₂-G-PANI（LNMS-GPANI）、(b)LaNiMoSe₂-G（LNMS-G）和(c)LaNiMoSe₂（LNMS）与NH₃气体混合的传感性能。

图9.不同浓度NH₃气体经由LaNiMoSe₂-G-PANI（LNMS-G-PANI）样品的电流变化。

图10. 含HCl蒸汽的(a)LaNiMoSe₂-G-PANI（LNMS-G-PANI）、(b)LaNiMoSe₂-G（LNMSG）和(c)LaNiMoSe₂（LNMS）的循环伏安传感性能。

图11. LaNiMoSe₂-G-PANI(LNMS-G-PANI)样品随不同浓度HCl蒸汽的电流变化。

图12. 含HNO₃的(a)LaNiMoSe₂-G-PANI(LNMS-GPANI)、(b)LaNiMoSe₂-G(LNMS-G)和(c)LaNiMoSe₂(LNMS)的循环伏安传感性能。

图13. LaNiMoSe₂-G-PANI(LNMS-G-PANI)样品随不同浓度HNO₃气体的电流变化。

图14. 基于LaNiMoSe₂-G-PANI（LNMSG-PANI）的传感器在25°C时对各种气体的响应。

相关研究成果由安徽理工大学材料科学与工程学院安徽纳米碳基材料与环境健康国际联合研究中心Won‑Chun Oh等人于2021年发表在Journal of Electronic Materials (https://doi.org/10.1007/s11664-021-09082-5)上。原文：Chemo‑Electrical Gas Sensors Based on LaNiMoSe₂ in Graphene and Conducting Polymer PANI Composite Semiconductor Nanocomposite。