طراحی و ساخت نانوحسگر گاز فرار آمونیاک با استفاده از گرافن اکسید احیا شده با آنیلین/هیدرازین هیدرات

درپژوهش حاضر، حسگرهایی بر پایه گرافن برای شناسایی گاز آمونیاک طراحی شده و اثر احیا کننده های آنیلین و هیدرازین هیدرات بر مشخصات مهم حسگر مورد بررسی قرار گرفته است. گرافن سنتز شده با دستگاه های sem و xrd مورد شناسایی قرار گرفت. میکروگراف های sem نشان داد که صفحات اکسید گرافن احیا شده به صورت صفحات مچاله شده و هندسه نامنظم هستند که تغییر در ریخت شناسی در طول فرایند احیا قابل رویت است. پیک پهن و صاف در طیف xrd مشاهده شد که بیانگر قرارگیری تصادفی و نامنظم صفحات گرافن روی هم و لایه لایه شدن کامل اکسید گرافن است. نتایج ارزیابی هر دو نوع حسگر گرافنی احیا شده با هیدرازین هیدرات و آنیلین نشان داد که اکسید گرافنی که با آنیلین احیا شده، عملکرد مطلوبی را با حداکثر تغییرات نسبی مقاومت 38 درصدی و زمان پاسخ 7/6 دقیقه برای ppm 5 از گاز آمونیاک دارد. این پژوهش موفق شد با بکارگیری اکسید گرفن احیا شده با آنیلین، حساسیت و زمان بازگشت حسگر تشخیص گاز آمونیاک را برای غلظت های کمتر از ppm 10، به ترتیب بیش از 48 درصد (حساسیت حسگر /ppm 6/7%) و 75 %، در مقایسه با ایده آل ترین نمونه های گزارش شده، بهبود دهد.

design and fabrication of ammonia nano-sensor by aniline / hydrazine hydrate reduced graphene oxide

in this research, the graphene-based sensors were designed to recognize the ammoniac gas, and the influence of hydrazine and aniline as reducing agents were investigated on the important characteristics of sensor. the synthesized graphene has been assessed by scanning electron microscope (sem) and x-ray diffraction spectroscopy (xrd). the sem micrographs showed that the reduced graphene sheets are in the shape of agglomerates with irregular geometry, which the changes during reduction process is obtainable. the broad and flat peak was observed in xrd spectrum, confirming the randomize and irregular orientation graphene sheets on each others, and their fully delamination. the evaluation of the both of the graphene-based sensors, reduced by hydrazine and aniline indicated that the fabricated sensor by aniline presents a better performance by maximum relative resistance change (s) of 38% and response time (rt) of 7.6 min at 5 ppm of ammoniac gas. this study was succeeded to improve the sensitivity of the ammoniac gas detection sensor more than 48% (sensitivity=6.7%/ppm) by utilization of aniline as reducer for the cocentrations less than 10 ppm, compared to the ideal graphene-based sensor.