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电气学院科研人员在二维材料气体传感器领域取得重要进展
2019-11-12  

电力设备的放电故障和过热故障与特征气体分解物密切相关,研制特征气体分解物传感器对电力设备故障诊断至关重要,为此西安交通大学和国网河北省电力公司联合成立“泛在电力物联网能源与数据研究应用实验室”,并将微能量收集与传感技术作为重点研究方向。电力设备工作环境恶劣,故障特征分解气体成分复杂,对气体传感器的选择性、稳定性、灵敏度等性能要求苛刻。2007年,因发现石墨烯而获得诺贝尔物理学奖的K. S. Novoselov在《Nature》上发表的论文展示了二维材料有潜力实现单个气体分子的检测,引发了人们对于二维材料做为化学传感器的研究热潮。然而二维材料作为气体传感器在实际应用中存在空气稳定性差、动态响应速度慢等问题,严重限制了其在电力设备故障诊断中的应用。

针对以上问题,西安交大科研人员合成了第六主族新型二维材料碲烯,实验测试结果显示碲烯室温下对NO2气体具有高度选择性和灵敏度,还具有优异的空气稳定性,这弥补了另一种“明星”二维材料黑磷虽然气体检测灵敏度高但是空气稳定差的弊端。此外,采用瞬时脉冲加热显著提升了碲烯动态响应性能。本文研究为二维气体传感器的研究提供更高性能的平台,进一步推动了二维材料气体传感器向实用化迈进。相关成果刊登在最新一期的《Journal of Materials Chemistry A》(IF:10.73)杂志上。

韩漫无羞遮漫画免费西安交通大学电气学院荣命哲课题组博士生王大伟、青年教师杨爱军、硕士生兰天松为本文共同第一作者,王小华教授、荣命哲教授和伦斯勒理工学院Nikhil Koratkar教授为本文共同通讯作者。参与此项工作的还有青年教师袁欢、博士生范成瑜和褚继峰、硕士生潘健彬以及大四本科生刘柱。该研究得到了国家973项目、国家自然科学基金项目、中国科协青年托举人才工程项目的共同资助,西安交通大学高性能计算中心提供了计算资源。

韩漫无羞遮漫画免费西安交通大学电气工程学院荣命哲教授课题组面向电气工程应用,致力于突破微能量收集与传感技术,近年来在相关领域共发表论文10余篇,研究成果发表在《NANO TODAY》(IF:16.6)、《J MATER CHEM A》(IF:10.73)、《2D MATER》(IF:7.3)、《CARBON》(IF:7.5)、《NANOSCALE》(IF:6.9)等期刊。

论文引用:Journal of Materials Chemistry A, 2019, DOI: 10.1039/C9TA09429F

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