Skip to main content
Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics 18/2021

25.08.2021

Chemiresistive-based carbon dioxide sensor with enhanced sensitivity

verfasst von: S. Keerthana, K. Rathnakannan

Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics | Ausgabe 18/2021

Einloggen

Aktivieren Sie unsere intelligente Suche, um passende Fachinhalte oder Patente zu finden.

search-config
loading …

Abstract

In this work, we report on a highly sensitive carbon dioxide sensor that can operate at low temperatures with rapid detection capabilities. The sensor was fabricated by depositing hydrothermally prepared graphene oxide/cupric oxide nanocomposite onto a glass substrate by a spin coating technique. Morphology, chemical state, and atomic concentration of sensing material were studied by FESEM and XPS analysis. The fabricated sensor shows a remarkable sensing response of 963% for 750 ppm of carbon dioxide gas at an operating temperature of 100 °C. Additionally, the sensor also exhibited a fast response time of 25 s and a short recovery time of 8 s when exposed to different concentrations of carbon dioxide gas from 250 to 750 ppm. Results obtained from the experimental analysis reveals that the p–n heterojunction interface resulting from the decoration of nanostructured CuO over high surface area graphene oxide is responsible for enhanced sensitivity and repeatability of the sensor.

Sie haben noch keine Lizenz? Dann Informieren Sie sich jetzt über unsere Produkte:

Springer Professional "Wirtschaft+Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft+Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 102.000 Bücher
  • über 537 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Maschinenbau + Werkstoffe
  • Versicherung + Risiko

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 390 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Maschinenbau + Werkstoffe




 

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Wirtschaft"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 340 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Versicherung + Risiko




Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Literatur
3.
Zurück zum Zitat T.A. Vincent, J.W. Gardner, Sensors Actuators B Chem. 236, 954 (2016)CrossRef T.A. Vincent, J.W. Gardner, Sensors Actuators B Chem. 236, 954 (2016)CrossRef
4.
Zurück zum Zitat D.D. Trung, L.D. Toan, H.S. Hong, T.D. Lam, T. Trung, N. Van Hieu, Talanta 88, 152 (2012)CrossRef D.D. Trung, L.D. Toan, H.S. Hong, T.D. Lam, T. Trung, N. Van Hieu, Talanta 88, 152 (2012)CrossRef
5.
Zurück zum Zitat J. Mulrooney, J. Clifford, C. Fitzpatrick, E. Lewis, Sensors Actuators A Phys. 136, 104 (2007)CrossRef J. Mulrooney, J. Clifford, C. Fitzpatrick, E. Lewis, Sensors Actuators A Phys. 136, 104 (2007)CrossRef
6.
Zurück zum Zitat C. Schwandt, R.V. Kumar, M.P. Hills, Sensors Actuators B Chem. 265, 27 (2018)CrossRef C. Schwandt, R.V. Kumar, M.P. Hills, Sensors Actuators B Chem. 265, 27 (2018)CrossRef
7.
8.
Zurück zum Zitat T. Ishiji, D.W. Chipman, T. Takahashi, K. Takahashi, Sensors Actuators B Chem. 76, 265 (2001)CrossRef T. Ishiji, D.W. Chipman, T. Takahashi, K. Takahashi, Sensors Actuators B Chem. 76, 265 (2001)CrossRef
9.
Zurück zum Zitat V. Manikandan, I. Petrila, S. Vigneselvan, R.S. Mane, B. Vasile, R. Dharmavarapu, S. Lundgaard, S. Juodkazis, J. Chandrasekaran, RSC Adv. 10, 3796 (2020)CrossRef V. Manikandan, I. Petrila, S. Vigneselvan, R.S. Mane, B. Vasile, R. Dharmavarapu, S. Lundgaard, S. Juodkazis, J. Chandrasekaran, RSC Adv. 10, 3796 (2020)CrossRef
10.
Zurück zum Zitat M. Rahimabady, C.Y. Tan, S.Y. Tan, S. Chen, L. Zhang, Y.F. Chen, K. Yao, K. Zang, A. Humbert, D. Soccol, M. Bolt, Sensors Actuators B Chem. 243, 596 (2017)CrossRef M. Rahimabady, C.Y. Tan, S.Y. Tan, S. Chen, L. Zhang, Y.F. Chen, K. Yao, K. Zang, A. Humbert, D. Soccol, M. Bolt, Sensors Actuators B Chem. 243, 596 (2017)CrossRef
12.
Zurück zum Zitat S. Srinives, T. Sarkar, R. Hernandez, A. Mulchandani, Anal. Chim. Acta 874, 54 (2015)CrossRef S. Srinives, T. Sarkar, R. Hernandez, A. Mulchandani, Anal. Chim. Acta 874, 54 (2015)CrossRef
13.
Zurück zum Zitat L. Zhang, M. Rahimabady, S.Y. Tan, C.Y. Tan, S. Chen, Y.F. Chen, K. Yao, A. Humbert, D. Soccol, K. Zang, M. Bolt, IEEE Sens. J. 17, 4349 (2017)CrossRef L. Zhang, M. Rahimabady, S.Y. Tan, C.Y. Tan, S. Chen, Y.F. Chen, K. Yao, A. Humbert, D. Soccol, K. Zang, M. Bolt, IEEE Sens. J. 17, 4349 (2017)CrossRef
14.
Zurück zum Zitat C.A. Zito, T.M. Perfecto, A.C. Dippel, D.P. Volanti, D. Koziej, ACS Appl. Mater. Interfaces 12, 17745 (2020)CrossRef C.A. Zito, T.M. Perfecto, A.C. Dippel, D.P. Volanti, D. Koziej, ACS Appl. Mater. Interfaces 12, 17745 (2020)CrossRef
15.
Zurück zum Zitat R. Dhahri, S.G. Leonardi, M. Hjiri, L. El Mir, A. Bonavita, N. Donato, D. Iannazzo, G. Neri, Sensors Actuators B Chem. 239, 36 (2017)CrossRef R. Dhahri, S.G. Leonardi, M. Hjiri, L. El Mir, A. Bonavita, N. Donato, D. Iannazzo, G. Neri, Sensors Actuators B Chem. 239, 36 (2017)CrossRef
16.
Zurück zum Zitat D. Wang, Y. Chen, Z. Liu, L. Li, C. Shi, H. Qin, J. Hu, Sensors Actuators B Chem. 227, 73 (2016)CrossRef D. Wang, Y. Chen, Z. Liu, L. Li, C. Shi, H. Qin, J. Hu, Sensors Actuators B Chem. 227, 73 (2016)CrossRef
18.
Zurück zum Zitat P. Matheswaran, R. Sathyamoorthy, K. Asokan, Sensors Actuators B Chem. 177, 8 (2013)CrossRef P. Matheswaran, R. Sathyamoorthy, K. Asokan, Sensors Actuators B Chem. 177, 8 (2013)CrossRef
19.
Zurück zum Zitat D.Y. Kim, H. Kang, N.J. Choi, K.H. Park, H.K. Lee, Sensors Actuators B Chem. 248, 987 (2017)CrossRef D.Y. Kim, H. Kang, N.J. Choi, K.H. Park, H.K. Lee, Sensors Actuators B Chem. 248, 987 (2017)CrossRef
20.
21.
Zurück zum Zitat S. Muhammad Hafiz, R. Ritikos, T.J. Whitcher, NMd. Razib, D.C.S. Bien, N. Chanlek, H. Nakajima, T. Saisopa, P. Songsiriritthigul, N.M. Huang, S.A. Rahman, Sensors Actuators B Chem. 193, 692 (2014)CrossRef S. Muhammad Hafiz, R. Ritikos, T.J. Whitcher, NMd. Razib, D.C.S. Bien, N. Chanlek, H. Nakajima, T. Saisopa, P. Songsiriritthigul, N.M. Huang, S.A. Rahman, Sensors Actuators B Chem. 193, 692 (2014)CrossRef
23.
24.
Zurück zum Zitat J. Song, L. Xu, C. Zhou, R. Xing, Q. Dai, D. Liu, H. Song, ACS Appl. Mater. Interfaces 5, 12928 (2013)CrossRef J. Song, L. Xu, C. Zhou, R. Xing, Q. Dai, D. Liu, H. Song, ACS Appl. Mater. Interfaces 5, 12928 (2013)CrossRef
25.
26.
Zurück zum Zitat J. Wang, Q. Deng, M. Li, K. Jiang, J. Zhang, Z. Hu, J. Chu, Sci. Rep. 7, 1 (2017)CrossRef J. Wang, Q. Deng, M. Li, K. Jiang, J. Zhang, Z. Hu, J. Chu, Sci. Rep. 7, 1 (2017)CrossRef
27.
Zurück zum Zitat A. Gupta, R. Jamatia, R.A. Patil, Y.R. Ma, A.K. Pal, ACS Omega 3, 7288 (2018)CrossRef A. Gupta, R. Jamatia, R.A. Patil, Y.R. Ma, A.K. Pal, ACS Omega 3, 7288 (2018)CrossRef
28.
Zurück zum Zitat W.N.R.W. Isahak, Z.A.C. Ramli, M.W. Ismail, K. Ismail, R.M. Yusop, M.W.M. Hisham, M.A. Yarmo, J. CO2 Util. 2, 8 (2013)CrossRef W.N.R.W. Isahak, Z.A.C. Ramli, M.W. Ismail, K. Ismail, R.M. Yusop, M.W.M. Hisham, M.A. Yarmo, J. CO2 Util. 2, 8 (2013)CrossRef
29.
Zurück zum Zitat N.B. Tanvir, O. Yurchenko, C. Wilbertz, G. Urban, J. Mater. Chem. A 4, 5294 (2016)CrossRef N.B. Tanvir, O. Yurchenko, C. Wilbertz, G. Urban, J. Mater. Chem. A 4, 5294 (2016)CrossRef
30.
Zurück zum Zitat X. Liu, M. Hu, Y. Wang, J. Liu, Y. Qin, J. Alloys Compd. 685, 364 (2016)CrossRef X. Liu, M. Hu, Y. Wang, J. Liu, Y. Qin, J. Alloys Compd. 685, 364 (2016)CrossRef
31.
Zurück zum Zitat Y. Wang, F. Qu, J. Liu, Y. Wang, J. Zhou, S. Ruan, Sensors Actuators B Chem. 209, 515 (2015)CrossRef Y. Wang, F. Qu, J. Liu, Y. Wang, J. Zhou, S. Ruan, Sensors Actuators B Chem. 209, 515 (2015)CrossRef
32.
33.
34.
Metadaten
Titel
Chemiresistive-based carbon dioxide sensor with enhanced sensitivity
verfasst von
S. Keerthana
K. Rathnakannan
Publikationsdatum
25.08.2021
Verlag
Springer US
Erschienen in
Journal of Materials Science: Materials in Electronics / Ausgabe 18/2021
Print ISSN: 0957-4522
Elektronische ISSN: 1573-482X
DOI
https://doi.org/10.1007/s10854-021-06839-w

Weitere Artikel der Ausgabe 18/2021

Journal of Materials Science: Materials in Electronics 18/2021 Zur Ausgabe

Neuer Inhalt