ساخت و بررسي كارايي حسگر مقاومتي بر پايه نانوذرات روي اكسيد براي شناسايي گاز اتانول تحت تابش پرتو فرابنفش در دماي پايين

Fabrication and investigation of the resistive sensor based on ZnO nanoparticles for ethanol sensing under UV-irradiation at low temperatures

حسگري بخار مايعات و گازهاي قابل اشتعال در دماهاي پايين به لحاظ رعايت اصول ايمني و استانداردهاي موجود در مراكز درماني، پژوهشي، صنعتي، معادن و پالايشگاه ­ها از اهميت ويژه­اي برخوردار است. بر اين اساس پژوهش حاضر، با هدف ساخت و بررسي كارايي حسگر مقاومتي بر پايه نانو ذرات روي اكسيد براي شناسايي گاز اتانول تحت تابش پرتو فرابنفش در دماي پايين تعريف شد. براي ساخت قطعات حسگري مورد نياز در اين پژوهش، نانوذرات روي اكسيد به ابعاد تقريبا nm 40 به روش آب­ گرمايي سنتز شد و پارامترهاي مربوط به حسگرهاي گازي تحت تابش فرابنفش براي غلظت­ هاي متفاوت گاز اتانول در دماهاي پايين مورد بررسي قرار گرفت. نتايج حاصل از شناسايي حسگر ساخته شده حاكي از آن است كه اين حسگر حساسيت قابل توجهي را به گاز اتانول نشان مي­ دهد. حساسيت 40 و 113 درصدي به ppm 800 اتانول تحت تابش UV در دماي اتاق و دماي C° 80 بدست آمد. ويژگي­ هاي ديگر اين حسگر مانند خطي بودن منحني كاليبراسيون، زمان سريع پاسخ­ دهي، قابليت گزينش­ گري و پايداري، اين حسگر را براي استفاده در محيط­ هايي كه امكان اندازه­گيري تحت دماي بالا در آن محيط با خطرهاي احتمالي مانند انفجار روبرو است، مناسب مي­ سازد.

The safety and standard rules of industrial, medical, and research centers have restricted using heat sources for sensing the flammable and toxic gases because of the reduction of the probable risks. Accordingly, in this work, ZnO nanoparticles were synthesized by the hydrothermal method. The resistive gas sensors were fabricated based on the as-prepared ZnO nanoparticles to detect ethanol gas. The results obtained indicated that the performance of the sensors was significantly improved for sensing ethanol. Sensitivity of 40 and 113% to 800 ppm ethanol was obtained under UV irradiation at room temperature and 80 ° C, respectively. The other features of this sensor include short response time, selectivity, and stability, linear calibration curve. Therefore, this sensor could be applied in environments where operating sensors at high temperatures have many challenges due to potential risks.