Проекты

проект РФФИ:07-03-12111-офи 

Иммобилизованные биметаллические кластеры: сенсоры и катализаторы нового поколения

    Нанокристаллические материалы на основе диоксида олова химически модифицированного каталитическими кластерами получены в виде порошков и тонких пленок с использованием комплекса синтетических методов в широком диапазоне составов с размером кристаллитов, контролируемым в диапазоне 3-50 нм. Синтез порошков нанокристаллического SnO₂ проведен осаждением геля a-оловянной кислоты с последующей термической обработкой. Кластеры на основе металлов Fe, Co, Ni, Pd, Au, Ru и Cu и биметаллические кластеры на основе Au-Ni, Au-Fe и Au-Co с разным соотношением металлов нанесены на поверхность предварительно синтезированного нанокристаллического SnO₂ методами пропитки и анионной адсорбции. Тонкие пленки толщиной 0.8 мкм диоксида олова, химически модифицированного биметаллическими кластерами Pd-Cu получены методом пиролиза аэрозолей органических соединений на изолирующих подложках. Проведены систематические исследования влияния каталитических кластеров на электрофизические свойства порошков и пленок методами измерения электропроводности на постоянном токе и спектроскопии импеданса в широком интервале температур. Определен вклад ионной и электронной проводимости, поверхности и объема кристаллитов в зависимости от природы каталитичеcких кластеров. Все измерения проведены в контролируемой атмосфере.

    Изучено влияние биметаллических кластеров на сенсорные свойства модифицированного диоксида олова при детектировании следовых концентраций токсичных газов NO₂, CO, H₂S, NH₃, ацетона и этанола в воздухе. Показано, что каталитические кластеры повышают величину сенсорного сигнала и снижают рабочую температуру полупроводникового сенсора. Обнаружен синергетический эффект, обусловленный взаимным влиянием кластеров Au и Ni на чувствительность материала к NO₂. Определены оптимальные составы сенсорных материалов для детектирования NO₂ и CO на уровне предельно допустимых концентраций (ПДК рабочей зоны). По результатам работы подана заявка на изобретение 'Способ приготовления материала газового сенсора на основе диоксида олова'.