Publication detail

Aerosol-assisted CVD-grown WO3 nanoneedles decorated with copper oxide nanoparticles for the selective and humidity-resilient detection of H2S

Annanouchm F. E. Zouhair, H. VALLEJOS VARGAS, S Umek, P. Guttmann, P. Bittencourt, C. Llobet, E.

Original Title

Aerosol-assisted CVD-grown WO3 nanoneedles decorated with copper oxide nanoparticles for the selective and humidity-resilient detection of H2S

Czech Title

Nanojehli WO3 nanášené pomocí CVD s aerosolem dekorované nanočásticemi oxidu mědi pro selektivní a na vlhkost odolné detekci H2S

English Title

Aerosol-assisted CVD-grown WO3 nanoneedles decorated with copper oxide nanoparticles for the selective and humidity-resilient detection of H2S

Type

journal article

Language

en

Original Abstract

A gas-sensitive hybrid material consisting of Cu2O nanoparticle-decorated WO3 nanoneedles is successfully grown for the first time in a single step via aerosol-assisted chemical vapor deposition. Morphological, structural, and composition analyses show that our method is effective for growing single-crystalline, n-type WO3 nanoneedles decorated with p-type Cu2O nanoparticles at moderate temperatures (i.e., 380 °C), with cost effectiveness and short fabrication times, directly onto microhot plate transducer arrays with the view of obtaining gas sensors. The gas-sensing studies performed show that this hybrid nanomaterial has excellent sensitivity and selectivity to hydrogen sulfide (7-fold increase in response compared with that of pristine WO3 nanoneedles) and a low detection limit (below 300 ppb of H2S), together with unprecedented fast response times (2 s) and high immunity to changes in the background humidity. These superior properties arise because of the multiple p-n heterojunctions created at the nanoscale in our hybrid nanomaterial.

Czech abstract

Hybridní, na plyn citlivé materiály, sestávající se z nanojehel WO3 a dekorovány nanočásticemi CuO2 jsou poprve úspěšně vytvoreny v jediném kroku pomocí nanášení chemickým výparem s asistencí aerosolu. Morfologické a strukturální analýzy ukazují, že naše metoda je účinná pro růst jedno-krystalických, nanojehel WO3 typu N zdobené nanočásticemi CU2O typu P při mírných teplotách (tj, 380 ° C), s efektivnosti nákladů a krátkou dobou přípravy, přímo na microtermálních deskách s cílem vytvoření plynového sensoru. Studie detekce plynu ukazuje tento hybridní nanomateriál má vynikající citlivost a selektivitu na sirovodík (7-násobné zvýšení odezvy ve srovnání s nedekorovanými nanojehlami WO3) a nízký limit detekce (pod 300 ppb H2S), spolu s bezprecedentní rychlou časovou odezvou (2 s) a vysoká odolnost vůči změnám vlhkosti. Tyto vynikající vlastnosti vznikají z důvodu několika P-N heteropřechodu vytvořených v řádu nanometrů v našem hybridním nanomateriálu.

English abstract

A gas-sensitive hybrid material consisting of Cu2O nanoparticle-decorated WO3 nanoneedles is successfully grown for the first time in a single step via aerosol-assisted chemical vapor deposition. Morphological, structural, and composition analyses show that our method is effective for growing single-crystalline, n-type WO3 nanoneedles decorated with p-type Cu2O nanoparticles at moderate temperatures (i.e., 380 °C), with cost effectiveness and short fabrication times, directly onto microhot plate transducer arrays with the view of obtaining gas sensors. The gas-sensing studies performed show that this hybrid nanomaterial has excellent sensitivity and selectivity to hydrogen sulfide (7-fold increase in response compared with that of pristine WO3 nanoneedles) and a low detection limit (below 300 ppb of H2S), together with unprecedented fast response times (2 s) and high immunity to changes in the background humidity. These superior properties arise because of the multiple p-n heterojunctions created at the nanoscale in our hybrid nanomaterial.

Keywords

aerosol-assisted CVD; functionalization; gas sensor; nanoneedles; nanoparticles

RIV year

2015

Released

01.04.2015

Publisher

American Chemical Society

Pages from

6842

Pages to

6851

Pages count

7

URL