CC BY
9Конденсированные среды и межфазные границы
https://journals.vsu.ru/kcmf/
ISSN 1606-867Х (Print) ISSN 2687-0711 (Online)
Оригинальные статьи
Научная статья
УДК 543.061:547.281.1
https://doi.org/10.17308/kcmf.2021.23/3684
Сенсор сероводорода на основе ZnO-Ag, работающий в нестационарном температурном режиме
А. В. Шапошникш, А. А. Звягин1, О. В. Дьяконова1, С. В. Рябцев2, Д. А. А. Гхариб2
1Воронежский государственный аграрный университет, ул. Мичурина, 1, Воронеж394087, Российская Федерация
2Воронежский государственный университет, Университетская пл., 1, Воронеж394018, Российская Федерация
Целью работы явилось создание селективного газового сенсора сероводорода. В результате добавления аммиака к раствору ацетата цинка, центрифугирования полученного гидроксида цинка и последующего прокаливания был получен полидисперсный порошок оксида цинка с размером зерен 5-50 нм. Материал был охарактеризован с помощью рентгеновского фазового анализа и просвечивающей электронной микроскопии. В дальнейшем к нанопорошку оксида цинка были добавлены нитрат серебра и терпениол для образования пасты. Газочувствительный материал был получен нанесением полученной пасты на специальную диэлектрическую подложку и последующим прокаливанием, в результате чего терпениол выгорел, а нитрат серебра превратился в оксид (массовая доля серебра составила 3 %). Был подобран нестационарный температурный режим работы сенсора, при котором после быстрого нагрева сенсора до 450 °С (2 секунды) происходило медленное (13 секунд) охлаждение до 100 °С. Каждый последующий цикл нагрев-охлаждение с общим периодом 15 секунд начинался сразу после окончания предыдущего цикла. Использование нестационарного температурного режима в сочетании с подбором состава газочувствительного слоя позволило для концентрации сероводорода 1 ррт получить отклик 200. Наряду с повышением чувствительности наблюдалось также значительное повышение селективности. Перекрестная чувствительность при определении сероводорода и других газов-восстановителей (СО, NH3, Н2) составила более трех порядков. Таким образом, данный сенсор может быть использован для определения сероводорода даже в присутствии мешающих компонентов. Применение высокоселективных сенсоров в задачах качественного и количественного анализа позволяет значительно облегчить калибровку по сравнению с приборами типа «электронный нос». Приборы на основе высокоселективных сенсоров не требуют использования математических методов обработки массивов многомерных данных.
Ключевые слова: металлоксидные сенсоры, селективность, чувствительность, температурная модуляция Благодарности: Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ в рамках научного проекта № 18-29-
Для цитирования: Шапошник А. В., Звягин А. А., Дьяконова О. В., Рябцев С. В., Гхариб Д. А. А. Полупроводниковый металлоксидный сенсор сероводорода, работающий в нестационарном температурном режиме. Конденсированные среды и межфазные границы. 2021;23(4): 637-643. https://doi.org/10.17308/kcmf.2021.23/3684
For citation: Shaposhnik A. V., Zvyagin A. A., Dyakonova O. V., Ryabtsev S.V., Ghareeb D. A. Semiconductor metal oxide hydrogen sulphide sensor operating under non-stationary temperature conditions. Kondensirovannye sredy i mezhfaznye granitsy = Condensed Matter and Interphases. 2021;23(4): 637-643. https://doi.org/10.17308/kcmf.2021.23/3684
И Шапошник Алексей Владимирович, e-mail: a.v.shaposhnik@gmail.com © Шапошник А. В., Звягин А. А., Дьяконова О. В., Рябцев С. В., Гхариб Д. А. А., 2021
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.
Аннотация
24128.
А. В. Шапошник и др.
Сенсор сероводорода на основе ZnO-Ag...
1. Введение
Благодаря высокой чувствительности, компактности и дешевизне полупроводниковые газовые сенсоры часто применяются при определении токсичных и горючих веществ, однако область их возможного использования ограничена недостаточной селективностью [1]. Существует два подхода к решению этой проблемы. Первый из них связан с применением матрицы малоселективных сенсоров в мультисенсорных приборах типа «электронный нос». В этом случае математическая обработка полученных массивов многомерных данных может привести к решению задач качественного и количественного анализа. Недостатком данного подхода является сложность и трудоемкость калибровки прибора, трудоемкость перекалибровки при замене даже одного сенсора, трудность математической обработки, требующей значительных вычислительных ресурсов. Второй подход предполагает создание селективных сенсоров, перекрестная чувствительность которых к мешающим компонентам достаточно мала.
Известно, что определение сероводорода полупроводниковыми металлоксидными сенсорами отличается более высокой селективностью по сравнению с определением других газов. Это связано с тем, что сорбция сероводорода на поверхности оксидов металлов может приводить к обратимому превращению некоторых оксидов в сульфиды, обладающие высокой электропроводностью и/или другим типом проводимости, и этот процесс может давать дополнительный существенный вклад в сенсорный отклик. Например, добавки оксида меди (+2) приводят к изменению состава газочувствительного слоя при сорбции сероводорода [2, 3], превращению полупроводника р-типа, оксида меди, в сульфид, имеющий высокую электрическую проводимость.
Наиболее распространенным материалом для сенсоров сероводорода является диоксид олова с добавкой оксида меди (+2). Высокую чувствительность и селективность показали, в частности, полученные электроспиннингом наново-локна SnO2, покрытые СиО [4, 5]. Были получены сенсоры на Н^ на основе нанонитей SnO2, покрытых наночастицами СиО [6, 7], исследован механизм сенсорного отклика на сероводород тонких пленок SnO2:CuO, полученных термическим распылением [8]. Газочувствительный материал на основе полых наносфер, покрытых СиО, успешно использовался для определения сероводорода в медицинской диагностике [9]. Многослойная структура SnO2-CuO пока-
зала отклик более четырех порядков по отношению к 20 ррт Н^ в сочетании с низким временем отклика [10]. Было рассмотрено влияние взаимной диффузии наночастиц SnO2 и СиО на сенсорные свойства по отношению к сероводороду [11]. Были исследованы также сенсорные свойства тонкослойных наноструктур на основе СиО^пО2 [12]. Однако наиболее распространенный способ изготовления нанокомпозитов SnO2/CuO - золь-гель процесс [13].
Наряду с добавками оксида меди для определения сероводорода используются сенсоры с добавкой серебра. Так же, как и оксид меди, оксид серебра способен обратимо переходить в сульфид серебра, имеющий высокую электропроводность. Переход оксида серебра в сульфид вносит большой вклад в аналитический сигнал сенсора [14, 15]. Добавление серебра к нанокристаллическому SnO2 увеличивает отклик на сероводород [16-18].
Для определения сероводорода использовался чистый SnO2 [19] , а также SnO2 с добавкой платины [20], или фуллеренов [21].
Оксид меди в некоторых случаях являлся не добавкой к другим металлоксидным материалам, а основой сенсора, например, высокочувствительный сенсор был получен на базе легированных палладием «наноцветков» из СиО [22]. Исследовались сенсорные свойства неспеченных нанонитей оксида меди (+2) [23].
Для определения сероводорода успешно применялись такие традиционные материалы как, например, оксид цинка без специальных добавок [24]. Добавление к оксиду цинка оксида меди (+2) обычно приводит к увеличению чувствительности по отношению к сероводороду [2529]. Примеры, иллюстрирующие влияние состава газочувствительного слоя на величину отклика сенсора к сероводороду, приведены в табл. 1.
Известно, что переход от обычных стационарных температурных режимов к нестационарным нередко приводит к весьма значительному повышению чувствительности [22, 32, 33]. Как показано в нашей работе, использование нестационарных температурных режимов способствует также и повышению селективности анализа сероводорода.
2. Экспериментальная часть 2.1. Синтез и характеризация газочувствительного материала
К подкисленному уксусной кислотой (рН = 5) водному раствору ацетата цинка (х.ч.) добавляли по каплям водный раствор аммиака (ш = 25 %)
А. В. Шапошник и др.
Сенсор сероводорода на основе ZnO-Ag...
Таблица 1. Сенсорные свойства различных материалов по отношению к сероводороду
Сенсорный материал Метод получения Концентрация H2S (ppm) Отклик Рабочая температура (оС) Источник
SnO2 Пропитка биоматрицы раствором прекурсора с последующим прокаливанием 1 ~ 5 92 [19]
SnO/CuO нановолокно Электроспиннинг 1 23 200 [5]
SnO/CuO Ультразвуковой спрей пиролиз 1 78 300 [9]
CuO/Pd Осаждение из раствора (золь-гель процесс) 1 63.8 80/300 (импульсный режим) [22]
ZnO/Ag Осаждение из раствора (золь-гель процесс) 1 193 100/450 (импульсный режим) Данная работа
Fe2O3 Термическое окисление пленки железа 10 ~ 5 250 [30]
CaCu3Ti4O12/Ag Осаждение из раствора (золь-гель процесс) 10 ~ 100 250 [31]
ZnO/Ag Осаждение из раствора (золь-гель процесс) 10 905 100/450 (импульсный режим) Данная работа
до рН = 8 для образования золя и пептизации образующейся суспензии гидрата окиси цинка:
Zn(СН3СОО)2 + 2Ш3 + 2Н20 ^ ^ Zn(OН)2j + 2СН3СООШ4. (1)
Добавление аммиака происходило при непрерывном перемешивании, реакционная смесь охлаждалась до температуры 20 °С. Образовавшийся золь гидроксида цинка осаждали при центрифугировании, сушили при 80 °С в течение 8 ч и прокаливали, в результате чего происходило образование наночастиц оксида цинка:
Zn(OH)2 ^ ZnO + Н20 (2)
Прокаливание проходило в течение 8 часов при температурах 300 °С (образец 1), 400 °С (образец 2), 500 °С (образец 3), 600 °С (образец 4). Состав и структура порошка оксида цинка были исследованы с помощью просвечивающей электронной микроскопии (рис. 1), а также с помощью рентгеновского фазового анализа (рис. 2). Основная фаза для всех образцов ZnO имеет гексагональную сингонию, в то время как отдельные рефлексы образцов 3 и 4 могут принадлежать фазе ZnO кубической модификации.
В дальнейшем порошок оксида цинка обрабатывали раствором нитрата серебра, просушивали, после чего к порошку добавляли терпениол в качестве связующего компонента. Полученную пасту наносили на диэлектрическую подложку, сделанную из оксида алюминия со специальными платиновыми электродами для измерения
электропроводности и с платиновым нагревателем. Подложка с нанесенной на нее пастой прокаливалась до температуры 750 °С, в результате чего связующий компонент выгорал, и образовывался гель ZnO с добавкой серебра.
2.2. Измерение сенсорных характеристик
Для исследования сенсорных свойств полученных материалов использовали поверочные газовые смеси «сероводород в синтетическом
Рис. 1. Изображение порошка оксида цинка, полученное просвечивающей электронной микроскопией
Конденсированные среды и межфазные границы / Condensed Matter and Interphases 2021;23(4): 637-643 А. В. Шапошник и др. Сенсор сероводорода на основе ZnO-Ag...
ального электронного устройства с частотой до 40 Гц и записывали в виде компьютерного файла. Длительность каждого цикла измерений составляла 15 секунд, из которых 2 секунды продолжался нагрев от 100 до 450 °С, а следующие 13 секунд - охлаждение от 450 до 100 °С. Циклы нагрев-охлаждение следовали друг за другом без перерыва. Результаты измерений, полученные в первых пяти циклах, отбрасывались. Для количественного анализа использовали только одну из 575 точек цикла, соответствующую времени 14.95 секунд после начала цикла.
Отклик S вычисляли как отношение электрического сопротивления R0 в чистом воздухе
Рис. 2. Рентгенограммы нанопорошков оксида цинка. Образец 1 был прокален при температуре 300 °С, образец 2 - при 400 °С, образец 3 - при 500 °С, образец 4 - при 600 °С Рентгенограммы нанопорошков оксида цинка. Образец 1 был прокален при температуре 300 °С, образец 2 - при 400 °С, образец 3 - при 500 °С, образец 4 - при 600 °С
воздухе» с концентрациями 10 и 200 ррт, которые разбавляли синтетическим воздухом. Общая скорость протока составляла 250 мл/мин. Сенсор, находящийся в металлическом корпусе ТО-8, был помещен в камеру из нержавеющей стали. Его температура устанавливалась с помощью специального электронного устройства на основе известного из предварительных измерений температурного коэффициента сопротивления нагревателя.
Электрическое сопротивление газочувствительного слоя определяли с помощью специ-
к электрическому сопротивлению Rg в исследуемой газовой среде:
S=RR
(3)
3. Результаты и их обсуждение
На рис. 3 показаны зависимости электрического сопротивления ZnO-Ag сенсора от времени на протяжении одного цикла измерений для разных концентраций сероводорода. Как следует из рисунка, увеличение концентрации сероводорода приводит не только к очень значительному увеличению отклика, меняется также и форма кривых.
На рис. 4 показана градуировочная зависимость при определении концентрации сероводорода сенсором ZnO-Ag в нестационарном температурном режиме. Переход от постоянной температуры к нестационарному режиму приводит не только к повышению отклика к сероводороду, но также увеличивает селективность анали-
10'
S 106
105
М04-
Й
103
10
Время, с
воздух
0.1 ppm H2S
0.2 ppm H2S
0.5 ppm H2S
1 ppm H2S
2 ppm H2S
5 ppm H2S
Рис. 3. Электрическое сопротивление сенсора ZnO-Ag в сероводороде различных концентраций при нестационарном температурном режиме на протяжении одного цикла измерений
Рис. 4. Градуировочная кривая сенсора ZnO-Ag при определении сероводорода.
0
5
А. В. Шапошник и др. Сенсор сероводорода на основе ZnO-Ag...
за. В табл. 2 приведены перекрестные чувствительности SnO2-Ag сенсора сероводород/угарный газ, сероводород/водород, сероводород/аммиак. Как следует из табл. 2, ZnO-Ag сенсор, работающий в нестационарном режиме, можно считать высокоселективным, так как его отклики на одинаковые концентрации сероводорода и других газов-восстановителей различаются более чем на 3 порядка величины.
При стационарных температурных режимах перекрестная чувствительность определения сероводорода и других газов-восстановителей (водорода, угарного газа, аммиака) составляла полтора порядка, при переходе к нестационарному режиму перекрестная чувствительность превысила три порядка (табл. 2). Одной из причин повышения чувствительности и селективности при определении сероводорода является временнОе разделение сорбции газа-аналита и каталитической активности газочувствительного слоя. Импульсный температурный режим позволяет активировать катализатор раньше, чем произойдет десорбция газа-аналита [33]. Данный эффект, судя по всему, играет важную роль, однако не является единственным. Отклик сенсора во многом зависит от общей концентрации носителей заряда. В случае одинакового действия газа-аналита сенсорный отклик будет тем выше, чем меньше носителей заряда присутствовало в полупроводнике до напуска газа-аналита. Нестационарный температурный режим позволяет повысить сопротивление металлоксидного на-номатериала на воздухе благодаря эффективной сорбции кислорода. Различные формы хе-мосорбированного кислорода играют важную роль во взаимодействии с сероводородом:
2Н^+ 30- ^ 2SO2 + 2Н20+ 3е, (4)
Н^ + 30-^ SO2 + Н20 + 3е, (5)
Н^ + 302-^ SO2 + Н20 + 6е. (6)
При низких температурах (например, при комнатной), хемосорбированный кислород преимущественно находится в форме О-, поэтому будет преобладать канал реакции (4). При тем-
Таблица 2. Отклики сенсора ZnO+Ag к
различным газам
Отклик Отклик Отклик Отклик
к 10 ppm к 10 ppm к 10 ppm к 10 ppm
H2S CO NH3 H2
905 0.21 0.44 0.87
пературах, несколько превышающих 200 °С, хе-мосорбированный кислород переходит в форму О-, и преобладать будет канал (5). Дальнейшее повышение температуры (400 °С и выше) приведет к протеканию реакции по каналу (6). Однако окислительно-восстановительный механизм взаимодействия сероводорода с поверхностью полупроводника (4-6) не позволяет проводить селективное определение газов-восстановителей, потому что аналогичные механизмы взаимодействия протекают на поверхности при хе-мосорбции водорода, угарного газа, аммиака, этанола и так далее.
Сенсоры на основе оксидов металлов с добавками серебра обладают некоторой селективностью к сероводороду даже в тех случаях, если они работают при стационарной температуре. Это связано с процессами обратимого превращения оксида серебра в сульфид, имеющий низкое электрическое сопротивление, в связи с чем этот переход вносит существенный вклад в до-норный сенсорный отклик:
А^О + И^ ^ А^ + И20. (7)
Процесс (7) является экзотермическим, и при низких температурах равновесие смещается в сторону образования сульфида серебра. При высоких температурах протекает эндотермический процесс (8) образования оксида серебра [17]:
2Ag2S + 302 ^2Ag2O + 2SO2. (8)
4. Заключение
В нашей работе были исследованы сенсорные характеристики материала, полученного при добавлении к нанопорошку ZnO оксида серебра (3 % по массе), по отношению к сероводороду и к другим газам-восстановителям (Н2, СО, ЫН3). Сенсор был изготовлен по классической золь-гель технологии. Главной задачей работы было сравнение характеристик сенсора в двух режимах: при стационарной температуре и при температурной модуляции. Было показано, что использование режима, при котором сенсор быстро нагревался до 450 °С (2 секунды) и после этого охлаждался до 100 °С (13 секунд), приводило не только к существенному повышению чувствительности, но также и к заметному повышению селективности. Перекрестная чувствительность при определении сероводорода и при определении других газов-восстановителей (водорода, угарного газа, аммиака) составляла примерно три порядка, что позволяет считать данный сенсор высокоселективным.
А. В. Шапошник и др.
Сенсор сероводорода на основе ZnO-Ag...
Таким образом, сенсор на основе ZnO-Ag при работе в импульсном температурном режиме имеет высокую селективность и может быть использован для определения сероводорода в присутствии мешающих компонентов, а также в смесях сероводорода с другими целевыми газами.
Заявленный вклад авторов
Все авторы сделали эквивалентный вклад в подготовку публикации.
Конфликт интересов
Авторы заявляют, что у них нет известных финансовых конфликтов интересов или личных отношений, которые могли бы повлиять на работу, представленную в этой статье.
Список литературы
1. Yamazoe N. New approaches for improving semiconductor gas sensors. Sensors and Actuators B: Chemical. 1991;5(1-4): 7-19. https://doi. org/10.1016/0925-4005(91)80213-4
2. Maekawa T., Tamaki J., Miura N., Yamazoe N. Sensing behavior of CuO-loaded SnO2 element for H2S detection. Chemistry Letters. 1991;20(4): 575-578. https://doi.org/10.1246/cl.1991.575
3. Tamaki J., Maekawa T., Miura N., Yamazoe N. CuO-SnO2 element for highly sensitive and selective detection of H2S. Sensors and Actuators B: Chemical. 1992;9(3): 197-203. https://doi.org/10.1016/0925-4005(92)80216-k
4. Choi S.-W., Zhang J., Akash K., Kim S. S. H2S sensing performance of electrospun CuO-loaded SnO2 nanofibers. Sensors and Actuators B: Chemical. 2012;169: 54-60. https://doi.org/10.1016/j. snb.2012.02.054
5. Zhao Y., He X., Li J., Gao X., Jia J. Porous CuO/ SnO2 composite nanofibers fabricated by electrospinning and their H2S sensing properties. Sensors and ActuatorsB: Chemical. 2012;165(1): 82-87. https://doi.org/10.1016Zj.snb.2012.02.020
6. Shao F., Hoffmann M. W. G., Prades J. D., Zama-ni R., Arbiol J., Morante J. R., ... Hernández-Ramírez F. Heterostructured p-CuO (nanoparticle)/n-SnO2 (nanowire) devices for selective H2S detection. Sensors and ActuatorsB: Chemical. 2013;181: 130-135. https:// doi.org/10.1016/j.snb.2013.01.067
7. Hwang I.-S., Choi J.-K., Kim S.-J., Dong K.-Y., Kwon J.-H., Ju B.-K., Lee J.-H. Enhanced H2S sensing characteristics of SnO2 nanowires functionalized with CuO. Sensors and Actuators B: Chemical. 2009;142(1): 105-110. https://doi.org/10.10Wj.snb.2009.07.052
8. Katti V. R., Debnath A. K., Muthe K. P., Kaur M., Dua A. K., Gadkari S. C., ... Sahni V. C. Mechanism of drifts in H2S sensing properties of SnO2:CuO composite thin film sensors prepared by thermal evaporation.
Sensors and Actuators B: Chemical. 2003; 96(1-2): 245-25 2. https://doi.org/10.1016/s0925-4005(03)00532-x
9. Choi K.-I., Kim H.-J., Kang Y. C., Lee J.-H. Ultraselective and ultrasensitive detection of H2S in highly humid atmosphere using CuO-loaded SnO2 hollow spheres for real-time diagnosis of halitosis. Sensors and Actuators B: Chemical. 2014;194: 371-376. https://doi.org/10.10Wj.snb.2013.12.1n
10. Verma M. K., Gupta V. A highly sensitive SnO2-CuO multilayered sensor structure for detection of H2S gas. Sensors and ActuatorsB: Chemical. 2012;166-167: 378-385. https://doi.org/10.10Wj.snb.2012.02.076
11. Vasiliev R. B., Rumyantseva M. N., Podgu-zova S. E., Ryzhikov A. S., Ryabova L. I., Gaskov A. M. Effect of interdiffusion on electrical and gas sensor properties of CuO/SnO2 heterostructure. Materials Science and Engineering: B. 1999;57(3): 241-246. https://doi.org/10.1016/s0921-5107(98)00432-2
12. Vasiliev R., Rumyantseva M., Yakovlev N., Gaskov A. CuO/SnO2 thin film heterostructures as chemical sensors to H2S. Sensors and Actuators B: Chemical. 1998;50(3): 186-193. https://doi. org/10.1016/s0925-4005(98)00235-4
13. Malyshev V. V., Pislyakov A. V. SnO2-based thick-film-resistive sensor for H2S detection in the concentration range of 1-10 mg m-3. Sensors and ActuatorsB: Chemical. 1998;47(1-3): 181-188. https:// doi.org/10.1016/S0925-4005(98)00021-5
14. Lantto V., Mizsei J. H2S monitoring as an air pollutant with silver-doped SnO2 thin-film sensors. Sensors and ActuatorsB: Chemical. 1991;5(1-4): 21-25. https://doi.org/10.1016/0925-4005(91)80214-5
15. Harkoma-Mattila A., Rantala T. S., Lantto V., Leppavuori, S. Sensitivity and selectivity of doped SnO2 thick-film sensors to H2S in the constant- and pulsed-temperature modes. Sensors and Actuators B: Chemical. 1992;6(1-3): 248-252. https://doi.org/10.1016/0925-4005(92)80063-4
16. Gong J., Chen O., Lian M.-R., Liu N.-C., Stevenson R. G., Adami F. Micromachined nanocrystalline silver doped SnO2 H2S sensor. Sensors andActuatorsB: Chemical. 2006;114(1): 32-39. https:// doi.org/10.1016/j.snb.2005.04.035
17. Ngoc T. M., Duy N. V., Hung C. M., Hoa N. D., Nguyen H., Tonezzer M., Hieu N. V. Self-heated Ag-decorated SnO2 nanowires with low power consumption used as a predictive virtual multisensor for H2S-selective sensing. Analytica Chimica Acta. 2019;1069: 108-116. https://doi.org/10.10Wj.aca.2019.04.020
18. Kolhe P. S., Koinkar P. M., Maiti N., Sona-wane K. M. Synthesis of Ag doped SnO2 thin films for the evaluation of H2S gas sensing properties. Physica B: Condensed Matter. 2017;524: 90-96. https://doi. org/10.1016/j.physb.2017.07.056
19. Song B.-Y., Zhang M., Teng Y., Zhang X.-F., Deng Z.-P., Huo L.-H., Gao S. Highly selective ppb-level
А. В. Шапошник и др.
Сенсор сероводорода на основе ZnO-Ag...
H2S sensor for spendable detection of exhaled biomarker and pork freshness at low temperature: Mesoporous SnO2 hierarchical architectures derived from waste scallion root. Sensors and Actuators B: Chemical. 2020;307: 127662. https://doi.org/10.10Wj. snb.2020.127662
20. Sberveglieri G., Groppelli S., Nelli P., Perego C., Valdré G., Camanzi A. Detection of sub-ppm H2S concentrations by means of SnO2(Pt) thin films, grown by the RGTO technique. Sensors and Actuators B: Chemical. 1993;15(1-3): 86-89. https://doi. org/10.1016/0925-4005(93)85032-6
21. Keshtkar S., Rashidi A., Kooti M., Askarieh M., Pourhashem S., Ghasemy E., Izadi N. A novel highly sensitive and selective H2S gas sensor at low temperatures based on SnO2 quantum dots-C60 nanohybrid: Experimental and theory study. Talanta. 2018;88: 531-539. https://doi.org/10.10Wj. talanta.2018.05.099
22. Hu X., Zhu Z., Chen C., Wen T., Zhao X., Xie L. Highly sensitive H2S gas sensors based on Pd-doped CuO nanoflowers with low operating temperature. Sensors and ActuatorsB: Chemical. 2017;253: 809-817. https://doi.org/10.10Wj.snb.2017.06.183
23. Hu 0., Zhang W., Wang X., Wang 0., Huang B., Li Y., ... Zhang Z. Binder-free CuO nanoneedle arrays based tube-type sensor for H2S gas sensing. Sensors and Actuators B: Chemical. 2021;326: 128993. https:// doi.org/10.1016/j.snb.2020.128993
24. Diao K., Zhou M., Zhang J., Tang Y., Wang S., Cui X. High response to H2S gas with facile synthesized hierarchical ZnO microstructures. Sensors and Actuators B: Chemical. 2015;219: 30-37. https://doi. org/10.1016/j.snb.2015.04.116
25. Kim S.-J., Na C. W., Hwang I.-S., Lee J.-H. One-pot hydrothermal synthesis of CuO-ZnO composite hollow spheres for selective H2S detection. Sensors and Actuators B: Chemical. 2012;168: 83-89. https://doi. org/10.1016/j.snb.2012.01.045
26. Na H.-B., Zhang X.-F., Zhang M., Deng Z.-P., Cheng X.-L., Huo L.-H., Gao S. A fast response/recovery ppb-level H2S gas sensor based on porous CuO/ZnO heterostructural tubule via confined effect of absorbent cotton. Sensors and Actuators B: Chemical. 2019;297: 126816. https://doi.org/10.1016/j. snb.2019.126816
27. Wang L., Kang Y., Wang Y., Zhu B., Zhang S., Huang W., Wang S. CuO nanoparticle decorated ZnO nanorod sensor for low-temperature H 2S detection. Mater. Sci.Eng. C. 2012;32(7): 2079-2085. https://doi. org/10.1016/j.msec.2012.05.042
28. Shewale P. S., Yun K. S. Synthesis and characterization of Cu-doped ZnO/RGO nanocomposites for room-temperature H2S gas sensor. Journal of Alloys and Compounds. 2020;837: 155527. https://doi. org/10.1016/j.jallcom.2020.155527
29. Wang X., Li S., Xie L., Li X., Lin D., Zhu Z. Low-temperature and highly sensitivity H2S gas sensor based on ZnO/CuO composite derived from bimetal metal-organic frameworks. Ceramics International. 2020;46(10): 15858-15866. https://doi.org/10.10Wj. ceramint.2020.03.133
30. Balouria V., Kumar A., Samanta S., Singh A., Debnath A. K., Mahajan A., ... Gupta S. K. Nano-crystalline Fe2O3 thin films for ppm level detection of H2S. Sensors and Actuators B: Chemical. 2013;181: 471-478. https://doi.org/10.10Wj.snb.2013.02.013
31. Natkaeo A., Phokharatkul D., Hodak J. H., Wisitsoraat A., Hodak S. K. Highly selective sub-10 ppm H2S gas sensors based on Ag-doped CaCu3Ti4O12 films. Sensors and Actuators B: Chemical. 2018;260: 571-580. https://doi.org/10.10Wj.snb.2017.12.134
32. Liang X., Kim T.-H., Yoon J.-W., Kwak C.-H., Lee J.-H. Ultrasensitive and ultraselective detection of H2S using electrospun CuO-loaded In2O3 nanofiber sensors assisted by pulse heating. Sensors and Actuators B: Chemical. 2015;209: 934-942. https ://doi.org/10.1016/j. snb.2014.11.130
33. Shaposhnik A., Moskalev P., Sizask E., Ryabtsev S., Vasiliev A. Selective detection of hydrogen sulfide and methane by a single MOX-sensor. Sensors. 2019;19(5): 1135. https://doi.org/10.3390/s19051135
Информация об авторах
Шапошник Алексей Владимирович, д. х. н., профессор кафедры химии, Воронежский государственный аграрный университет, Воронеж, Российская Федерация; e-mail: a.v.shaposhnik@gmail.com. ORCID iD: https://orcid.org/0000-0002-1214-2730.
Звягин Алексей Алексеевич, к. х. н., доцент кафе -дры химии, Воронежский государственный аграрный университет, Воронеж, Российская Федерация; e-mail: a.a.zviagin@rambler.ru. ORCID iD: http:// orcid.org/0000-0002-9299-6639.
Дьяконова Ольга Вячеславовна, к. х. н., Воронежский государственный аграрный университет, Воронеж, Российская Федерация; e-mail: dyakol@ yandex.ru.
Рябцев Станислав Викторович, д. ф.-м. н., заведующий лабораторией, Воронежский государственный университет, Воронеж, Российская Федерация; e-mail: raybtsev@niif.vsu.ru. ORCID iD: https://orcid.org/0000-0001-7635-8162.
Гхариб Диана, аспирант, Воронежский государственный университет, Воронеж, Российская Федерация; e-mail: raybtsev@niif.vsu.ru. ORCID iD: https://orcid.org/0000-0002-8794-2791.
Поступила в редакцию 13.08.2021; одобрена после рецензирования 01.09.2021; принята к публикации 15.11.2021; опубликована онлайн 25.12.2021.
