Российские ученые с иностранными коллегами синтезировали новый материал на основе оксидов олова, бария и лантана, перспективный для создания газовых сенсоров с высокой чувствительностью к сероводороду, который выделяется при добыче природного газа и крайне опасен для человека. Результаты работы, поддержанной Российским научным фондом, опубликованы в журнале Journal of Alloys and Compounds.
Содержание вредных веществ в воздухе рабочей зоны — один из основных параметров производственного контроля. Среди наиболее опасных газов следует особо выделить сероводород, который, попадая в организм человека, негативно воздействует на нервную систему и может привести к судорогам, параличу обонятельного нерва, отеку легких и смерти. Кроме того, сероводород способен образовывать взрывоопасные смеси с воздухом. Поэтому высокочувствительные и селективные сенсоры на сероводород востребованы и необходимы для безопасной работы. Материалы на основе станната бария (сложного оксида бария-олова) используются в качестве сенсоров для определения сероводорода и некоторых других газов (аммиака, формальдегида, этанола).
Химики предложили использовать станнат бария, модифицированный редкоземельным элементом лантаном, который ученые получили с использованием оригинального пероксидного золь-гель метода, чтобы создавать высокочувствительные сенсоры к сероводороду, превосходящие по своим характеристикам существующие аналоги. Станнат бария обладает уникальными электронными свойствами, каталитической активностью и имеет высокую термическую и химическую стабильность, что особенно важно для газовых сенсоров. При введении в его состав добавки лантана заметно повышается чувствительность сенсора к сероводороду. Однако известные методы получения этого соединения связаны с нагревом материала до температур выше 500 °С, что значительно повышает его стоимость, а также снижает активность вследствие укрупнения частиц. В данной работе ученые предложили оригинальный метод синтеза, основанный на разложении пероксидного соединения, что позволило снизить температуру синтеза до 200 °С, при этом размер кристаллов станната бария не превышал 10 нанометров.
«В опубликованной нами работе представлены результаты исследования состава, микроструктуры и сенсорных свойств чистого и модифицированного лантаном станната бария. Мы показали, что полученные материалы обладают повышенной чувствительностью и селективностью к опасному ядовитому газу — сероводороду — по сравнению с образцом, полученным классическим методом», — прокомментировал работу один из авторов статьи, старший научный сотрудник лаборатории пероксидных соединений и материалов на их основе ИОНХ РАН, кандидат химических наук Алексей Михайлов.
Результаты работы могут найти применение при создании эффективных газочувствительных сенсоров для применения на промышленных предприятиях.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
