Tin Oxide/Carbon Nanotube Nanocomposite Sensors for Some Toxic VOCs Detection

Abstract

Thick-film VOCs sensors based on ruthenated multi-walled carbon nanotubes coated with tin-dioxide nanoparticles (MWCNTs/SnO2) nanocomposite structures are prepared using three methods: hydrothermal synthesis, sol-gel technique and their combined method. It is shown that the optimal conditions for applications as acetone and toluene as well as ethanol and methanol vapors sensors in view of high response and selectivity relative to each other depend on choice of material synthesis method, mass ratio of the nanocomposite components and selected operating temperature. Selective sensitivity to acetone and toluene vapors at 150oC operating temperature MWCNTs/SnO2 are shown sensor structures with the mass ratio of the components 1:4 and 1:24, respectively. The samples with 1:200 mass ratio of the nanocomposite components are shown the selective response to acetone vapor exposure in the range of 200-250oC operating temperatures. The high sensitivity to ethanol and methanol vapors at 200oC operating temperature was revealed for the sensor structures made by different methods with the 1:8, 1:24, 1:50 and 1:66 ratios of the components, respectively. The results of research works related to the study of thick-film multiwall carbon nanotube-tin oxide nanocomposite sensors of propylene glycol (PG), dimethylformamide (DMF) and formaldehyde (FA) vapors are also presented in this paper. Investigations of response-recovery characteristics in the 50-300oC operating temperature range reveal that the optimal operating temperature for PG, DMF and FA vapor sensors, taking into account both high response and

Газовые И Био-Сенсоры Из Оксидов Металлов, Легированных Углеродными Нанотрубками

“…Легирование оксидов металлов УНТ приводит к значительному улучшению характеристик газового сенсора и может быть связано с его прямым взаимодействием с газовыми сенсорами. Большое внимание в литературе уделяется сенсорам из МСУНТ, легированных УНТ (см., например, [31][32][33][34]), но свойства одностенных трубок (ОУНТ) и газовых сенсоров на их основе ранее не рассматривались.…”

“…Имеются указания на ряд потенциальных применений УНТ, включая поглощение микроволн [6,7], защиту от коррозии [8,9], армирование материалов в композитах из натуральных волокон [10,11], экранирование электромагнитных помех [12,13], использование в батареях [14,15], в качестве сенсибилизированных красителей и для создания перовскитных солнечных элементов [16][17][18][19][20][21][22][23][24][25], химических датчиков [26][27][28][29][30][31][32][33][34], накопителей водорода [35,36], автоэмиссионных материалах [37,39], для создания логических схем [39], световых устройств [40] и других применений в микроэлектронике [41,42], вычислительной технике [43] и лекарственной терапии [44,45]. УНТ -идеальные материалы для нового класса молекулярных сенсоров.…”

Gas and Biosensors Made from Metal Oxides Doped with Carbon Nanotubes

“…Carbon nanotubes (CNTs) have excellent mechanical and electrical properties. They allow for the use of CNTs in many applications, for example, for a wide range of electronic devices, including logic circuits [1], light-displaying devices [2], batteries [3], power semiconductor devices [4], and sensors [5][6][7][8][9]. CNTs were discovered about two decades ago [10].…”