ปรับปรุงความจำเพาะเจาะจงและความไวในการตรวจจับทางสิ่งแวดล้อม สำหรับตรวจจับแก๊สพิษโดยใช้โมลิบดีนัมไตรออกไซด์นาโนริบบิ้นหนึ่งมิติ ที่ปรับปรุงประสิทธิภาพด้วยรูติเนียม

Abstract

โมลิบดีนัมไตรออกไซด์ ถูกสังเคราะห์ขึ้นจากหน่วยเล็กไปยังหน่วยใหญ่ผ่านปฏิกิริยาความร้อนด้วยวิธีไฮโดรเทอร์มอล ที่อุณหภูมิ 120 และ 200 องศาเซลเซียส 18 ชั่วโมง อนุภาครูติเนียมถูกนำมาใช้สำหรับการปรับปรุงคุณสมบัติทางกายภาพโดยเฉพาะอย่างยิ่งการเพิ่มพื้นที่ผิวซึ่งมีผลทำให้การตรวจจับโมเลกุลแก๊สเพิ่มขึ้น โซเดียมโมลิบเดต และรูติเนียมอะซิทิวอะซิโทเนตถูกนำมาใช้เป็นสารตั้งต้น การเตรียมฟิล์มเซ็นเซอร์โมลิบดีนัมไตรออกไซด์ และโมลิบดีนัมไตรออกไซด์ที่ปรับปรุงด้วยรูติเนียม ปริมาณ 0.25, 0.50 และ 1.00 เปอร์เซ็นต์โดยน้ำหนักรูติเนียม ถูกเคลือบลงบนขั้วไฟฟ้าทองโดยเทคนิคการเคลือบแบบหมุนเหวี่ยง เฟสและความเป็นผลึกของโมลิบดีนัมไตรออกไซด์ และโมลิบดีนัมไตรออกไซด์ที่ปรับปรุงด้วยรูติเนียม ได้รับวิเคราะห์โดยเทคนิคการเลี้ยวเบนของรังสีเอกซ์ ศึกษารูปร่างลักษณะของโมลิบดีนัมไตรออกไซด์ทั้งหมดด้วยเทคนิคกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราดและเทคนิคกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องผ่านความละเอียดสูง ใช้เทคนิคการวัดการกระจายพลังงานของรังสีเอกซ์วิเคราะห์ลักษณะเฉพาะทางองค์ประกอบของธาตุ ผลการวิเคราะห์จากเทคนิคกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราดและเทคนิคกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องผ่านความละเอียดสูง พบว่าโมลิบดีนัมไตรออกไซด์สังเคราะห์ที่อุณหภูมิ 120 องศาเซลเซียส มีรูปร่างเป็นเม็ดนาโนเฟลค ขนาดเฉลี่ย 100 ถึง 300 นาโนเมตร และที่อุณหภูมิ 200 องศาเซลเซียส มีรูปร่างเป็นริบบิ้นหนึ่งมิติที่มีความกว้างตั้งแต่ 50 นาโนเมตร ถึง 250 นาโนเมตร มีความยาวมากกว่า 300 ไมโครเมตร และฟิล์มเซ็นเซอร์ที่เตรียมได้มีความหนาประมาณ 10 ถึง 11 ไมโครเมตร ชนิดของโมลิบดีนัม ออกซิเจน และรูติเนียม ในโมลิบดีนัมไตรออกไซด์นาโนริบบิ้น และโมลิบดีนัมไตรออกไซด์นาโนริบบิ้นที่ปรับปรุงด้วยรูติเนียมได้รับการระบุโดยเทคนิคเอ็กซ์เรย์โฟโตอิเล็กตรอนสเปกโทรสโกปี ผลที่ได้จากการวิเคราะห์ พบสเปกตรัมความละเอียดสูงของพีคโมลิบดีนัม ออกซิเจน และรูติเนียม ศึกษาอิทธิพลความเข้มข้นของรูติเนียมในช่วงกว้างต่อค่าการตอบสนองต่อแก๊สพิษของฟิล์มเซ็นเซอร์ อุณหภูมิการดำเนินการตั้งแต่ 250 ถึง 350 องศาเซลเซียส ผลการวิจัยพบว่าเซ็นเซอร์โมลิบดีนัมไตรออกไซด์นาโนเฟลคที่ปรับปรุงด้วยรูติเนียม ปริมาณ 0.50 เปอร์เซ็นต์โดยน้ำหนักรูติเนียม แสดงให้เห็นถึงค่าการตอบสนองสูงสุดต่อแก๊สไฮโดรเจนซัลไฟด์ (10 พีพีเอ็ม) ประมาณ 30.61 ซึ่งเพิ่มขึ้นจาก 1.32 ของเซ็นเซอร์โมลิบดีนัมไตรออกไซด์นาโนเฟลค และเซ็นเซอร์โมลิบดีนัมไตรออกไซด์นาโนริบบิ้นที่ปรับปรุงด้วยรูติเนียม ปริมาณ 0.50 เปอร์เซ็นต์โดยน้ำหนักรูติเนียม ตอบสนองสูงสุดกับไอเอทานอล (2000 พีพีเอ็ม) ประมาณ 142 ซึ่งเพิ่มขึ้นจาก 22 ของเซ็นเซอร์โมลิบดีนัมไตรออกไซด์นาโนริบบิ้น เช่นเดียวกับเวลาตอบสนองอย่างรวดเร็วและการเลือกจำเพาะที่ดี สามารถกล่าวโดยการอนุมานได้ว่า อนุภาครูติเนียมมีผลช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการตรวจจับแก๊สพิษของเซ็นเซอร์โมลิบดีนัมไตรออกไซด์ กลไกการตรวจจับแก๊สของเซ็นเซอร์จะกล่าวถึงในแง่การทำงานของกระบวนการปฏิสัมพันธ์ระหว่างแก๊สกับพื้นผิวและกลไกการตรวจสอบที่แตกต่างกัน สำหรับโมลิบดีนัมไตรออกไซด์และโมลิบดีนัมไตรออกไซด์ที่ปรับปรุงด้วยรูติเนียม