Ny SERS-sensor hjælper med at detektere aldehydgasser

Prof. Huang Qings gruppe fra Hefei Institutes of Physical Science (HFIPS) udviklede en overfladeforstærket Raman-spektroskopi (SERS) gassensor til at detektere aldehyd med høj følsomhed og selektivitet, som gav en ny detektionsmetode til undersøgelse af adsorption af gasmolekyler på porøse materialer. De relevante forskningsresultater er blevet offentliggjort i Analytisk kemi .

Adsorptionsteknologi er en af ​​hovedteknologierne til behandling af flygtige organiske forbindelser (VOC'er). I løbet af de seneste år, metal-organiske rammer (MOF'er) har tiltrukket stor interesse for deres enestående adsorptionsegenskaber. Nært beslægtet med MOF'er, lagdelte dobbelthydroxider (LDH'er), også kendt som hydrotalcitlignende systemer eller anioniske lerarter, har fået særlig opmærksomhed for deres forbedrede adsorptionsegenskaber på grund af den forbedrede porøsitet og kemiske affinitet på flere aktive steder.

I dette studie, sølv nanokuber (AgNC'er) og Co-Ni LDH komposit nanomaterialer blev fremstillet i skabelon ofring metode, og modificeret med 4-aminophenol (4-ATP) til både fangst- og probefunktioner. Baseret på det færdige kompositmateriale, forskere konstruerede en højeffektiv gassensor til selektiv detektion af aldehydgas.

"Denne SERS-sensor har ultrahøj følsomhed for aldehydgas, " sagde XU Di, den første forfatter til dette papir, "vi bekræftede dens nøjagtighed, repeterbarhed og selektivitet i eksperimentet. "

Kombineret med hovedkomponentanalysemetode, de med succes identificerede og analyserede det lignende SERS -spektrum af aldehydgasser med sensoren, angiver anvendelsesværdi.

De undersøgte yderligere adsorptionskinetikken og den termodynamiske proces af benzaldehydmolekyler på Co-Ni LDH med sensoren. Den kinetiske adsorptionsproces kunne tilpasses bedre af pseudo-førsteordens kinetikken med en højere korrelationskoefficient end af en pseudo-andenordens model. Isoterm adsorption passer til Langmuir isoterm model, og dens adsorptionskonstant er 6,25 × 10 ⁶ L/mol, hvilket indikerer, at adsorptionsstederne for kompositterne var homogene og domineret af monolagskemisorption.

Denne undersøgelse etablerede en ny målemetode til at sondere adsorptionsprocessen med ekstremt lavt forbrug af både adsorbater og adsorbenter, men kan også lægge grunden til konstruktionen af ​​hurtige og ultrafølsomme SERS-sensorer til at sondere VOC'er i fremtiden.