22 April 2023, 10:00

Химики повысили чувствительность сенсоров к сероводороду

Международный коллектив ученых из Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова, Института общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН и Еврейского университета в Иерусалиме синтезировал новый материал на основе оксидов олова, бария и лантана, перспективный для создания газовых сенсоров с высокой чувствительностью к сероводороду, который выделяется при добыче природного газа и на производствах и крайне опасен для человека. Работа выполнена при поддержке РНФ. 

Химики повысили чувствительность сенсоров к сероводороду
Схема газового сенсора на основе станната бария
Source: Пресс-служба ИОНХ РАН

Содержание вредных веществ в воздухе рабочей зоны строго контролируется на производстве. Среди наиболее опасных газов следует особо выделить сероводород, который, попадая в организм человека, негативно воздействует на нервную систему и может привести к судорогам, параличу обонятельного нерва, отеку легких и смерти. Кроме того, сероводород способен образовывать взрывоопасные смеси с воздухом. В связи с этим, очень востребованы высокочувствительные и селективные сенсоры сероводорода.

В своей новой работе химики взяли за основу материала для таких устройств станнат бария (сложный оксид бария-олова), который уже применяется в датчиках сероводорода и некоторых других газов (аммиака, формальдегида, этанола). Они решили улучшить его за счет модификации редкоземельным элементом лантаном, а также предложили достаточно простой способ синтеза материала. Известные подходы (в частности гидротермальный синтез) предполагают нагрев вещества до температур выше 500°С, что значительно повышает стоимость процедуры, а также снижает активность из-за укрупнения частиц и уменьшения площади работающей поверхности. Оригинальный метод ученых основан на разложении пероксидного соединения — это позволило снизить температуру синтеза до 200°С, а размер кристаллов станната бария не превышал 10 нанометров.

«В опубликованной нами работе представлены результаты исследования состава, микроструктуры и сенсорных свойств чистого и модифицированного лантаном станната бария. Мы показали, что полученные материалы обладают повышенной чувствительностью и селективностью к опасному ядовитому газу — сероводороду, по сравнению с образцом, полученным классическим методом», — прокомментировал работу один из авторов статьи, старший научный сотрудник лаборатории пероксидных соединений и материалов на их основе ИОНХ РАН, кандидат химических наук Алексей Михайлов.

Результаты работы могут найти применение при создании эффективных газочувствительных сенсоров для применения на промышленных предприятиях.

Source:  Пресс-служба ИОНХ РАН

News article profiles

News article publications

Read also

Органика повысила стабильность катализаторов для водородной энергетики
Они оказались способны ускорять реакцию разложения воды как минимум в течение 1000 циклов при непрерывной работе и были устойчивы даже при температурах 150-200°С.
Alternative energy
Catalysis
Materials Science
New techniques
Synthesis
3 February 2023
Создан прототип магнитных аэрогелей для сенсоров и катализаторов
Получить такие материалы удалось, иммобилизовав парамагнитные катионы кобальта на поверхности гелей оксида кремния
Inorganic chemistry
Materials Science
New techniques
24 January 2023
Чернила на основе оксида олова стали основой детекторов спирта
Интересно, что их чувствительность (минимально определяемое содержание спирта составило всего 0,04%) увеличивалась с ростом влажности, что не характерно для таких типов сенсоров
Materials Science
Sensors
Synthesis
13 January 2023
Впервые получены высокоэнтропийные слоистые гидроксиды редкоземельных элементов
Как ожидают авторы, такие системы будут проявлять необычные каталитические и люминесцентные свойства
Inorganic chemistry
Materials Science
New techniques
28 November 2022
Исследованы свойства нового ферромагнетика
Команда физиков из Центра фотоники и двумерных материалов МФТИ исследовала электронные и магнитные свойства нового соединения Fe2C. Рассчитанные значения обменных взаимодействий и температуры магнитного перехода этого вещества указывают на наличие у этого материала ряда особых свойств. Теоретическое исследование показывает актуальность синтеза указанного вещества, ставя новые задачи перед экспериментаторами и инженерами.
Materials Science
Spintronics
Synthesis
31 January 2024
Физики предложили более простой способ искажения идеальных метаматериалов
Таким образом они смогут эффективнее взаимодействовать со светом, что полезно для создания усовершенствованных и миниатюрных лазеров, устройств передачи информации и сенсоров
Materials Science
New techniques
Optics
20 July 2023