SCI
SCIE
SCOPUS
Excellent detection of H<sub>2</sub>S gas at ppb concentrations using ZnFe<sub>2</sub>O<sub>4</sub> nanofibers loaded with reduced graphene oxide
저자
Van Hoang, Nguyen ; Hung, Chu Manh ; Hoa, Nguyen Duc ; Van Duy, Nguyen ; Park, Inkyu ; Van Hieu, Nguyen
발행기관
학술지명
권호사항
발행연도
2019
작성언어
-주제어
등재정보
SCI,SCIE,SCOPUS
자료형태
학술저널
수록면
876-884(9쪽)
제공처
<P><B>Abstract</B></P> <P>Cost-effective fabrication of sensors and detection of ultralow concentrations of toxic gases are important concerns for environmental monitoring. In this study, the reduced graphene oxide (RGO)-loaded ZnFe<SUB>2</SUB>O<SUB>4</SUB> nanofibers (ZFO-NFs) were fabricated by facile on-chip electrospinning method and subsequent heat treatment. The multi-porous NFs with single-phase cubic spinel structure and typical spider-net morphology were directly assembled on Pt-interdigitated electrodes. The diameters of the RGO-loaded ZFO-NFs were approximately 50–100 nm with many nanograins. The responses to H<SUB>2</SUB>S gas showed a bell-shaped behaviour with respect to RGO contents and annealing temperatures. The optimal values of the RGO contents and the annealing temperatures were found to be about 1.0 wt% and 600 °C, respectively. The response of the RGO-loaded ZnFe<SUB>2</SUB>O<SUB>4</SUB> NFs to 1 ppm H<SUB>2</SUB>S gas was as high as 147 at 350°C while their cross-gas responses to SO<SUB>2</SUB> (10 ppm), NH<SUB>3</SUB> (100 ppm), H<SUB>2</SUB> (250 ppm), C<SUB>3</SUB>H<SUB>6</SUB>O (1000 ppm), and C<SUB>2</SUB>H<SUB>5</SUB>OH (1000 ppm) were rather low (1.8−5.6). The high sensor response was attributed to formation of a heterojunction between RGO and ZnFe<SUB>2</SUB>O<SUB>4</SUB> and due to the fact that NFs consisted of many nanograins which resulted in multi-porous structure and formation of potential barriers at grain boundaries.</P> <P><B>Highlights</B></P> <P> <UL> <LI> rGO-loaded ZnFe<SUB>2</SUB>O<SUB>4</SUB> nanofibers have simply prepared by electrospinning. </LI> <LI> rGO-loaded ZnFe<SUB>2</SUB>O<SUB>4</SUB> nanofiber sensors can detect H<SUB>2</SUB>S gas down to ppb level. </LI> <LI> The loading rGO can result in an enhancement of H<SUB>2</SUB>S gas ensing performance. </LI> </UL> </P>
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