Detection of low PPM of volatile organic compounds using nanomaterial functionalized reduced graphene oxide sensor

2021 ◽  
Author(s):  
Nor Syahira Mohd Tombel ◽  
Siti Aishah Mohamad Badaruddin ◽  
Firzalaila Syarina Md Yakin ◽  
Hasan Firdaus Mohd Zaki ◽  
Mohd Ismahadi Syono
Keyword(s):  
Graphene Oxide ◽  
Volatile Organic Compounds ◽  
Reduced Graphene Oxide ◽  
Organic Compounds ◽  
Reduced Graphene ◽  
Volatile Organic

Reduced graphene oxide modified platinum catalysts for the oxidation of volatile organic compounds

2016 ◽  
Vol 278 ◽  
pp. 203-208 ◽  
Author(s):  
Jiaqi Li ◽  
Wenxiang Tang ◽  
Gang Liu ◽  
Wenhui Li ◽  
Yuzhou Deng ◽  
...  
Keyword(s):  
Graphene Oxide ◽  
Volatile Organic Compounds ◽  
Reduced Graphene Oxide ◽  
Organic Compounds ◽  
Platinum Catalysts ◽  
Reduced Graphene ◽  
Volatile Organic

Enhanced Photocatalytic Properties of N and Fe Co-Doped TiO2 Nanocomposites with Reduced Graphene Oxide for Volatile Organic Compounds

2019 ◽  
Vol 11 (9) ◽  
pp. 1263-1270 ◽  
Author(s):  
Zhanguo Li ◽  
Chao Shi ◽  
Lijuan Wang ◽  
Lijing Sun ◽  
Qiang Sun
Keyword(s):  
Graphene Oxide ◽  
Volatile Organic Compounds ◽  
Photocatalytic Degradation ◽  
Reduced Graphene Oxide ◽  
Organic Compounds ◽  
Uv Light ◽  
Light Irradiation ◽  
Uv Light Irradiation ◽  
Reduced Graphene ◽  
Volatile Organic

Photocatalytic nanocomposites of titanium dioxide (TiO2) were prepared by hydrothermal method. Reduced graphene oxide (RGO) was applied to prepare various TiO2 composites of doped nanoparticles by using NH4Cl and FeCl3 as sources. The structure and morphology of these composites showed that TiO2 was loaded on surface of RGO. Meanwhile, the agglomeration of TiO2 decreased and the dispersion became uniform for doped materials. Under ultraviolet (UV) light irradiation, the photocatalytic degradation of volatile organic compounds (VOC) by RGO/TiO2 composites with codoping of N and Fe reached to 90.5%. The photocatalytic degradation was higher than RGO/TiO2 composites and pure TiO2 by 1.8 and 5.9 times, respectively. The role of co-doping composites may have a possible mechanism for toluene under UV light irradiation. The enhanced photocatalytic properties were attributed to N and Fe doping which generated intermediate energy level, extended absorption and decreased band gap of UV light.

Room-temperature volatile organic compounds sensing based on WO3·0.33H2O, hexagonal-WO3, and their reduced graphene oxide composites

RSC Advances ◽  
2016 ◽  
Vol 6 (107) ◽  
pp. 105171-105179 ◽  
Author(s):  
T. M. Perfecto ◽  
C. A. Zito ◽  
D. P. Volanti
Keyword(s):  
Graphene Oxide ◽  
Volatile Organic Compounds ◽  
Relative Humidity ◽  
Reduced Graphene Oxide ◽  
Organic Compounds ◽  
Room Temperature ◽  
Reduced Graphene ◽  
Volatile Organic ◽  
P Type ◽  
Oxide Composites

The sensors based on WO3·0.33H2O, RGO-WO3·0.33H2O, h-WO3, and RGO-h-WO3 showed great VOCs sensing properties at room temperature and 55% relative humidity. The materials exhibited a p-type behavior. RGO improved the acetone sensing response.

Enhanced Photocatalytic Properties of N and Fe Co-Doped TiO2 Nanocomposites with Reduced Graphene Oxide for Volatile Organic Compounds

2019 ◽  
Vol 11 (9) ◽  
pp. 1263-1270
Author(s):  
Zhanguo Li ◽  
Chao Shi ◽  
Lijuan Wang ◽  
Lijing Sun ◽  
Qiang Sun
Keyword(s):  
Graphene Oxide ◽  
Volatile Organic Compounds ◽  
Photocatalytic Degradation ◽  
Reduced Graphene Oxide ◽  
Organic Compounds ◽  
Uv Light ◽  
Light Irradiation ◽  
Uv Light Irradiation ◽  
Reduced Graphene ◽  
Volatile Organic

Photocatalytic nanocomposites of titanium dioxide (TiO2) were prepared by hydrothermal method. Reduced graphene oxide (RGO) was applied to prepare various TiO2 composites of doped nanoparticles by using NH4Cl and FeCl3 as sources. The structure and morphology of these composites showed that TiO2 was loaded on surface of RGO. Meanwhile, the agglomeration of TiO2 decreased and the dispersion became uniform for doped materials. Under ultraviolet (UV) light irradiation, the photocatalytic degradation of volatile organic compounds (VOC) by RGO/TiO2 composites with codoping of N and Fe reached to 90.5%. The photocatalytic degradation was higher than RGO/TiO2 composites and pure TiO2 by 1.8 and 5.9 times, respectively. The role of co-doping composites may have a possible mechanism for toluene under UV light irradiation. The enhanced photocatalytic properties were attributed to N and Fe doping which generated intermediate energy level, extended absorption and decreased band gap of UV light.

scholarly journals Εύκαμπτες διατάξεις αισθητήρων

2019 ◽  
Author(s):  
Μυρτώ-Κυριακή Φιλιππίδου
Keyword(s):  
Graphene Oxide ◽  
Volatile Organic Compounds ◽  
Polyvinyl Alcohol ◽  
Reduced Graphene Oxide ◽  
Polyethylene Terephthalate ◽  
Organic Compounds ◽  
Reduced Graphene ◽  
Volatile Organic ◽  
Partially Reduced Graphene Oxide

Οι εύκαμπτοι αισθητήρες βρίσκουν εφαρμογή σε πολλούς τομείς της καθημερινής μας ζωής λόγω των πολλών και σημαντικών πλεονεκτημάτων που προσφέρουν όπως είναι: η δυνατότητα να ακολουθούν την καμπυλότητα της επιφάνειας όπου τοποθετούνται, το χαμηλό κόστος και η ευκολία κατασκευής. Τα κύρια μέρη ενός τέτοιου αισθητήρα είναι: α) το εύκαμπτο υπόστρωμα που κατασκευάζεται η διάταξη, β) ο μετατροπέας ο οποίος μετατρέπει την υπό ανίχνευση ποσότητα σε μετρήσιμο ηλεκτρικό συνήθως σήμα και γ) το ευαίσθητο στρώμα το οποίο αλληλοεπιδρά με τα μόρια του αναλύτη (π.χ. ένα πολυμερές μπορεί να είναι το χημικό ευαίσθητο στρώμα σε ένα χημικό αισθητήρα ή τα ακινητοποιημένα βιομόρια σε ένα βιολογικό αισθητήρα). Σημαντικό ρόλο στην ανάπτυξη των εύκαμπτων αισθητήρων διαδραματίζουν οι νέες τεχνολογίες κατασκευής καθώς και τα νέα υλικά. Υλικά όπως: το πολυϊμίδιο (polyimide (PI), το ναφθαλικό πολυαιθυλένιο (polyethylenenaphthalate, PEN), το τερεφθαλικό πολυαιθυλένιο (polyethylene terephthalate, PET)), η πολυ(διμεθυλοσιλοξάνη) (Polydimethylsiloxane, PDMS), το χαρτί (paper) και το ύφασμα (textile) αντικαθιστούν τα παραδοσιακά άκαμπτα υποστρώματα όπως το γυαλί και το πυρίτιο. Επιπλέον, υλικά όπως το γραφένιο, οινανοσωλήνες άνθρακα καθώς και μια πλειάδα από νανοσωματίδια χρησιμοποιούνται ευρέως για την κατασκευή εύκαμπτων αισθητήρων, λόγω των μηχανικών και ηλεκτρικών ιδιοτήτων τους (Κεφάλαιο 1). H παρούσα διδακτορική διατριβή εντάσσεται σε αυτή τη θεματική περιοχή και εστιάζει σε νέες τεχνολογίες κατασκευής για εύκαμπτες διατάξεις αισθητήρων. Η βιβλιογραφική επισκόπηση των αισθητήρων σε πλαστικά υποστρώματα παρουσιάζεται στο Κεφάλαιο 2. Η διατριβή επικεντρώθηκε στην ανάπτυξη διατάξεων αισθητήρων με χρήση υλικών από την οικογένεια του γραφενίου και πιο συγκεκριμένα: α) στα νανοπετάλια γραφενίου (Graphene Nanopletelets, GNPs) και β) στο οξείδιο του γραφενίου. Τα GNPs είναι ένα οικονομικό υλικό το οποίο μπορεί να αναμιχτεί εύκολα σε πολυμερικές μήτρες και στην παρούσα διατριβή χρησιμοποιήθηκε για την κατασκευή αισθητήρων παραμόρφωσης τύπου χωρητικότητας (Κεφάλαιο 3). Από την άλλη μεριά, το οξείδιο του γραφενίου (graphene oxide, GO), αποτελεί ένα εναλλακτικό υλικό του οποίου η δομή όταν αναχθεί προσεγγίζει εκείνη του γραφενίου και μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την κατασκευή χημικών και βιολογικών αισθητήρων. Για την επιλεκτική εναπόθεση των ευαίσθητων στρωμάτων ενός χημικού αισθητήρα, τα οποία δεν είναι διαλυτά στο νερό, και την κατασκευή εύκαμπτων αισθητήρων αναπτύχθηκε μια τεχνική σχηματοποίησης η οποία βασίζεται στην τεχνική της λιθογραφίας χρησιμοποιώντας ένα υδατικό διάλυμα πολυβινυλικής αλκοόλης (Polyvinyl alcohol, PVA) ως θυσιαζόμενο στρώμα. Με τη διαδικασία αυτή είναι δυνατόν να εναποτεθούν με ακρίβεια και να σχηματοποιηθούν τα ευαίσθητα στρώματα στην επιθυμητή περιοχή, επιτρέποντας την επιλεκτική και ταυτόχρονα πλήρη και ομοιογενή κάλυψη της επιθυμητής περιοχής χρησιμοποιώντας μια μέθοδο που μπορεί να χρησιμοποιηθεί και σε μαζική κλίμακα. Οι χημικοί αισθητήρες χωρητικότητας που κατασκευάστηκαν στο εύκαμπτο υπόστρωμα πολυϊμιδίου, χρησιμοποιήθηκαν στην ανίχνευση πτητικών οργανικών ενώσεων (volatile organic compounds) (Κεφάλαιο 4). Για την κατασκευή χημικών και βιολογικών αισθητήρων με βάση το οξείδιο του γραφενίου, το GO επεξεργάστηκε θερμικά σε χαμηλές θερμοκρασίες (<300οC) στην ατμόσφαιρα. Η διαδικασία αυτή οδηγεί σε μερική μόνο αναγωγή του οξειδίου του γραφενίου (partially reduced graphene oxide, prGO), στην αύξηση της αγωγιμότητας του, ενώ ταυτόχρονα επιτρέπει τη διατήρηση αρκετών χαρακτηριστικών ομάδων στην επιφάνεια του. Οι ομάδες αυτές διευκολύνουν την αλληλεπίδραση με τα μόρια του αναλύτη. Το prGO χρησιμοποιήθηκε για την κατασκευή τόσο χημικών αισθητήρων για την ανίχνευση ατμών αναλυτών, όσο και για την κατασκευή βιοαισθητήρων για την ανίχνευση πρωτεϊνών και αλληλουχιών DNA (Κεφάλαιο 5). Στη συνέχεια οι prGO αισθητήρες ενσωματώθηκαν σε ένα ολοκληρωμένο μικροεργαστήριο σε τεχνολογία PCB (Lab on PCB, LOPCB). Η τεχνολογία PCB διευκολύνει την ολοκλήρωση όλων των στοιχείων που απαιτούνται σε ένα μικροεργαστήριο σε ψηφίδα (π.χ. θερμαντικά στοιχεία, ηλεκτρικές διασυνδέσεις), ενώ ταυτόχρονα είναι μια τεχνολογία που επιτρέπει την μαζική παραγωγή διατάξεων (Κεφάλαιο 6). Η διάταξη που κατασκευάστηκε αποτελείται από μια μονάδα για την ενίσχυση του γενετικού υλικού και μια μονάδα ανίχνευσης του ενισχυμένου γενετικού υλικού με prGO βιοαισθητήρες. Η προσέγγιση αυτή μπορεί εύκολα να μεταφερθεί και σε εύκαμπτα υποστρώματα. Στο τέλος της διατριβής (Κεφάλαιο 7) συνοψίζονται τα ερευνητικά αποτελέσματα και τα κύρια συμπεράσματα που προέκυψαν κατά τη διάρκεια της διδακτορικής διατριβής, ενώ αναφέρονται και προτάσεις για μελλοντική έρευνα.

scholarly journals A composite structure based on reduced graphene oxide and metal oxide nanomaterials for chemical sensors

2016 ◽  
Vol 7 ◽  
pp. 1421-1427 ◽  
Author(s):  
Vardan Galstyan ◽  
Elisabetta Comini ◽  
Iskandar Kholmanov ◽  
Andrea Ponzoni ◽  
Veronica Sberveglieri ◽  
...  
Keyword(s):  
Graphene Oxide ◽  
Volatile Organic Compounds ◽  
Reduced Graphene Oxide ◽  
Organic Compounds ◽  
Environmental Pollutants ◽  
Hybrid Structure ◽  
Breath Tests ◽  
Reduced Graphene ◽  
Volatile Organic ◽  
Metal Oxide Nanomaterials

A hybrid nanostructure based on reduced graphene oxide and ZnO has been obtained for the detection of volatile organic compounds. The sensing properties of the hybrid structure have been studied for different concentrations of ethanol and acetone. The response of the hybrid material is significantly higher compared to pristine ZnO nanostructures. The obtained results have shown that the nanohybrid is a promising structure for the monitoring of environmental pollutants and for the application of breath tests in assessment of exposure to volatile organic compounds.

Sign in / Sign up

Export Citation Format

Share Document