In‐situ‐ und Operando‐Spektroskopie zur Untersuchung von Mechanismen der Gaserkennung

Abstract

Der Mechanismus der Gaserkennung auf anorganischen, organischen und polymeren Materialien ist von großem wissenschaftlichem und technologischem Interesse. Die Aufklärung der Reaktionen an der Oberfläche und in der Volumenphase, die an der Gaserkennung beteiligt sind, wird zu einer selektiveren und empfindlicheren chemischen Bestimmung von Gasen und somit zur Entwicklung besserer Sensoren führen. In den vergangenen Jahren sind Methoden entwickelt worden, mit deren Hilfe physikochemische Prozesse in einem aktiven Sensor unter Arbeitsbedingungen und in Echtzeit verfolgt werden können. Damit ist das Verfolgen der Prozesse in arbeitenden Gassensoren heute kein unlösbares Problem mehr. Der vorliegende Aufsatz gibt einen Überblick zu diesen In‐situ‐ und Operando‐Spektroskopietechniken für Untersuchungen zum Mechanismus der Gaserkennung auf Festkörpern.

Flutelike Porous Hematite Nanorods and Branched Nanostructures: Synthesis, Characterisation and Application for Gas‐Sensing

“…From Ohms law, the electric resistance of the sensor accordingly underwent a decreasing and increasing process when the test gas was turned on and off, respectively, which is quite consistent with the sensing behaviour of n-type semiconductor sensors. [16] The response magnitude of the sensor based on the as-synthesised a-Fe 2 O 3 nanostructures improved dramatically with increasing concentration of the test gas and was always higher than that of the commercial powder. This means that the Fe 2 O 3 nanostructures are more sensitive to ethanol than the commercial powder.…”

“…[16,17] Polycrystalline Fe 2 O 3 nanotubes have been reported as having good ethanol gas sensing performance. [7a] Stimulated by the similarities of porous structure and high specific surface area between the polycrystalline nanotubes and the asprepared porous a-Fe 2 O 3 nanorods and branched nanostructures, we investigated the sensing performance of the as-prepared nanostructures towards a variety of flammable, toxic and corrosive gases such as ethanol, acetone, gasoline, heptane, formaldehyde, toluene, acetic acid and ammonia.…”

Reversible Carrier‐Type Transitions in Gas‐Sensing Oxides and Nanostructures

“…Hence, the oxygen-vacancy model described in ref. [51] will be suitable to study the surface chemical reactions, and then followed by the IET analysis to evaluate the carrier-type transition. Section 4.1 develops the analysis required for n!p!n transitions in SnO 2 and Fe-doped SnO 2 semiconductors in the presence of O 2 molecules.…”

“…Contrary to ref. [4], there is no convincing spectroscopic measurements to justify the existence of oxygen ionosorption, such as O [ 51,56] Parallel to this, we have proposed above that the adsorbed oxygen molecule attract the electrons from the oxide surface and consequently, gives rise to n-to-p-type transitions. Subsequent exposure to a high concentration of CO molecules reduces the polarizability strength of the adsorbed O 2 molecules.…”

Ladungstrennung in nanoskaligen Titanat‐Schichten: Einfluss von Ionenaustausch und Morphologieumwandlung auf die photoelektronischen Eigenschaften

“…Wir glauben, dass dieses Verfahren von großer Bedeutung für die Entwicklung neuer Konzepte zur Herstellung photoaktiver Materialien ist. Die vielfältigen Anwendungen, die auf Festkörper/Gas-Grenzflächeneffekten beruhen, [1,47,48] erhöhen zudem den Bedarf an oberflächenchemischen Untersuchungen nanoskaliger Oxidschichten. [13,49] …”