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.
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.
