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《金属有机骨架增强了石墨烯氧化物电极的湿度传感器。》

  • 来源专题：纳米科技
  • 编译者： 郭文姣
  • 发布时间：2018-04-03

  • 铜苯-1、3、5-三羧酸(cub -BTC)是一种典型的金属有机骨架，沉积在氧化石墨烯(GO)薄膜上，制备了一种用于改善湿度传感的电阻湿度传感器(Cu-BTC /GO)。采用扫描电镜(SEM)、x射线衍射(XRD)、氮等温吸附和电化学阻抗谱(EIS)等方法测量了铜-BTC、GO和Cu-BTC /GO的特性。详细地研究了cul - btc /GO的湿度传感特性。获得的cul - btc /GO具有良好的灵敏度和重复性，超过11%-85%相对湿度(RH)测量。Cu-BTC/GO涂层装置显示了高归一化响应值(6200%)，比纯GO涂层设备高得多。基于不同的RH对Cu-BTC /GO的传感机理进行了讨论，结果表明，适量的Cu-BTC沉积可以增强GO的感知能力。高比表面积和界面电导率是制造高性能湿度传感器的关键因素。

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相关报告

  • 《金属氧化物气体传感器的开发，其浓度非常低(ppb)。》
    • 来源专题：纳米科技
    • 编译者：郭文姣
    • 发布时间：2018-01-11
    • 对空气质量的控制和分析已成为近二十年来的主要问题。2008年，欧洲联盟(European Union)提出了一项指令(2008/50/EC)，以对包括BTEX气体在内的一些污染物的测量义务和阈值，考虑到它们对健康的不利影响。本文介绍了一种基于金属氧化物薄膜的气体微传感器检测低浓度BTEX的能力。一个能够产生非常低的蒸汽浓度的测试工作台已经实现并且完全自动化了。利用反应磁控溅射技术实现了薄金属氧化物层。利用热蒸发技术，利用金纳米粒子对敏感层进行了功能化处理。我们的传感器已经在BTEX (5 - 500 ppb)的广泛浓度范围内进行了测试，并且能够检测出在593 K以下的操作温度下的一些ppb的浓度。这些结果对于检测室内和室外应用的低BTEX浓度非常有希望。我们发现，在敏感层上添加金纳米颗粒会降低传感器的工作温度，增加对BTEX气体的响应。基于ZnO的敏感层得到了最佳的结果。
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  • 《二维石墨烯氧化物纳米片涂层有效解决锂枝晶问题》
    • 来源专题：中国科学院文献情报先进能源知识资源中心 |领域情报网
    • 编译者：guokm
    • 发布时间：2018-05-27
    • 锂金属电池是一款极具前景的高能量密度电池，其理论比容量高达3860 mAh/g，近10倍于锂离子电池。然而，锂金属电池存在一个致命缺陷，那就是在充放电过程中会产生大量枝晶，从而刺穿隔膜会引起电池短路，导致性能衰退甚至燃烧爆炸，因此亟需研究抑制锂枝晶生长的方法。 由伊利诺伊大学芝加哥分校Reza Shahbazian-Yassar教授课题组牵头的联合研究团队制备了新颖的二维石墨烯氧化物纳米片薄膜，作为保护层涂覆在玻璃纤维隔膜上，有效地抑制了锂枝晶的形成，从而显著地增强电池性能和循环寿命。研究人员通过喷雾热解方法将二维石墨烯纳米片（GOn）涂覆在玻璃纤维隔膜（GF）上，随后通过真空干燥处理，形成GOn修饰复合隔膜GOn-GF。扫描电镜表征显示，GOn均匀地嵌入到玻璃纤维GF的空隙中，从而有效地避免了GOn的堆叠和脱落，形成致密的二维涂层薄膜覆盖在GF表面，有助于锂离子快速传输。随后研究人员将制备的GF、GOn-GF隔膜应用于锂金属电池，并开展电化学性能测试进行对比研究。测试结果显示，在2 mA cm−2充放电电流密度下，采用无GOn修饰的GF隔膜电池经过80次循环后，电池容量就衰减了20%，但而当进一步增加循环次数到115次后，电池容量大幅衰减至初始状态的20%，库伦效率为80%；相反，采用GOn-GF隔膜的电池在经过160次循环后，电池容量仍可维持初始状态的83%以上，库伦效率接近100%，展现出更加优异的电池性能和循环稳定性。通过电化学阻抗谱测试发现，无GOn修饰的GF隔膜电池内部的界面传输电阻高达170 Ω，且循环后电池阻抗增加到了250 Ω，这主要是由于锂枝晶形成诱导高阻抗的固态电解质膜所致；相反，采用GOn-GF隔膜的电池内部界面传输电阻仅为70 Ω，且不会随着循环增大。研究人员指出，GOn-GF隔膜的电池性能提升主要得益于两方面改善，一是GOn-GF隔膜中二维石墨烯纳米片为锂离子提供了快速的传输通道增强电池充放电性能，二是有效地抑制了锂枝晶的形成增强了电池循环寿命。更为关键地是，该GOn涂层薄膜制备工艺简单、易于规模化且成本较低。 该项研究针对锂金属隔膜设计合成了新型的二维石墨烯氧化物纳米片保护涂层，增强锂离子的传输、抑制了锂枝晶的形成，增强了电池性能和循环寿命。为设计和开发高性能的锂金属电池提供了新的路径。相关研究工作发表在《Advanced Functional Materials》 。 （郭楷模）
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