مهندسی شیمی ایران

مهندسی شیمی ایران

مطالعه و بررسی تأثیر انواع نانوساختارها در سنجش حسگرهای دی‌اکسیدکربن به‌روش هدایت‌سنجی الکتریکی و حرارتی

نوع مقاله : مقاله مروری

نویسندگان
1 دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی شیمی، دانشگاه علم و صنعت ایران
2 استادیار مهندسی شیمی، دانشگاه علم و صنعت ایران
3 استاد مهندسی شیمی، دانشگاه علم و صنعت ایران
چکیده
این مقاله به بررسی رویکردهای جدید در سنتز حسگرهای گاز کربن‌دی‌اکسید، بااستفاده‌از روش هدایت‌سنجی می‌پردازد. از سال 2020 به بعد، حسگرهای هدایتی به‌دلیل برتری‌های خاص خود، رشد چشم‌گیری داشته‌است. این حسگرها به دو دستۀ حرارتی و الکتریکی تقسیم‌می‌شود و هرکدام بستهبه کاربرد و شرایط محیطی، برتری‌های خاصی دارد؛ اگر دقت و پاسخ سریع مهم باشد، حسگرهای هدایت حرارتی گزینۀ بهتری است، اما اگر هزینه و سازگاریبا سامانه‌‌های الکترونیکی در اولویت باشد، حسگرهای الکتریکی می‌تواند انتخاب مناسبی باشد. نانوموادی مانند اکسیدهای فلزی و نانوذرات پلیمری به‌عنوان مواد حسگر پیشرفته شناختهمی‌شوند و بهبودهایی در گزینش‌پذیری، حساسیت و زمان پاسخ ارائهمی‌کنند. هم‌چنین این مطالعه، به بررسی خواص رسانایی نانوکامپوزیت‌ها و تأثیر نانوذرات بر آن‌ها می‌پردازد و برتری‌ها و کاستی‌های هر فناوری حسگر را بحث و بررسی‌می‌کند. مطالعات نشانداده که اکسیدهای فلزی دارای خاصیت رسانایی چشم‌گیری در دماهای بالا در حدود °C600 هستند.
کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله English

Study of the Effect of Various Nanostructures in the Measurement of CO2 Sensors by Electrical and Thermal Conductivity Methods

نویسندگان English

F. Salimian 1
A. Hemmati 2
A. Ghaemi 3
1 MSc Student of Chemical Engineering, Iran University of Science and Technology
2 Assistant Professor of Chemical Engineering, Iran University of Science and Technology
3 Professor of Chemical Engineering, Iran University of Science and Technology
چکیده English

This paper examines new approaches in the synthesis of carbon dioxide gas sensors using conductometry. Since 2020, conductive sensors have experienced significant growth due to their specific advantages. These sensors are divided into thermal and electrical categories, each offering specific benefits depending on application needs and environmental conditions; if accuracy and rapid response are crucial, thermal conductive sensors are a better option; however, if cost and compatibility with electronic systems are a priority, electrical sensors can be a suitable choice. Nanomaterials such as metal oxides and polymer nanoparticles are recognized as advanced sensing materials, providing improvements in selectivity, sensitivity, and response time. The study also addresses the conductive properties of nanocomposites and the impact of nanoparticles on them, discussing the advantages and disadvantages of each sensor technology. Studies have shown that metal oxides possess significant conductivity at high temperatures around 600°C.

کلیدواژه‌ها English

Nanosensor
Carbon Dioxide Sensor
Conductometry
Electrical
Thermal
[1]    Li, J., Zhao, H., Wang, Y., & Zhou, Y. (2024). Approaches for selectivity improvement of conductometric gas sensors: An overview. Sensors & Diagnostics, 3, 336–353. https://doi.org/10.1039/d3sd00226h
[2]        Gardner, E. L. W., Gardner, J. W., & Udrea, F. (2023). Micromachined thermal gas sensors—A review. Sensors, 23(2). https://doi.org/10.3390/s23020681
[3]        Amarnath, M., & Gurunathan, K. (2021). Highly selective CO₂ gas sensor using stabilized NiO-In₂O₃ nanospheres coated reduced graphene oxide sensing electrodes at room temperature. Journal of Alloys and Compounds, 857, 157584. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2020.157584
[4]        Gautam, Y. K., Sharma, K., Tyagi, S., Ambedkar, A. K., Chaudhary, M., & Singh, B. P. (2021). Nanostructured metal oxide semiconductor-based sensors for greenhouse gas detection: Progress and challenges. Royal Society Open Science, 8(3). https://doi.org/10.1098/rsos.201324
[5]        Febrina, M., Satria, E., Djamal, M., Srigutomo, W., & Liess, M. (2019). Development of a simple CO₂ sensor based on the thermal conductivity detection by a thermopile. Measurement: Journal of the International Measurement Confederation, 133, 139–144. https://doi.org/10.1016/j.measurement.2018.09.082
[6]        Sahki, A., Larbi, A., & Boudiaf, M. C. (2017). Conductivity modeling of gas sensors based on copper phthalocyanine thin films. [Journal Name Missing], 27, 18–27.
[7]        Shwetha, H. R., Sharath, S. M., Guruprasad, B., & Rudraswamy, S. B. (2022). MEMS-based metal oxide semiconductor carbon dioxide gas sensor. Micro and Nano Engineering, 16, 100156. https://doi.org/10.1016/j.mne.2022.100156
[8]        Andreev, M., et al. (2021). Flame-made La₂O₃-based nanocomposite CO₂ sensors as a perspective part of GHG monitoring system. [Journal Name Missing], 1–16.
[9]        Liu, X., Zheng, W., Kumar, R., Kumar, M., & Zhang, J. (2022). Conducting polymer-based nanostructures for gas sensors. [Journal Name Missing], 462.
[10]      Coetzee, D., Venkataraman, M., Militky, J., & Petru, M. (2020). Influence of nanoparticles on thermal and electrical conductivity of composites. Polymers, 12(4). https://doi.org/10.3390/POLYM12040742
[11]      Sowmya, B., John, A., & Panda, P. K. (2021). [Article Title Missing]. Sensors International, 100085. https://doi.org/10.1016/j.sintl.2021.100085
[12]      Ehsani, M., Rahimi, P., & Joseph, Y. (2021). Structure-function relationships of nanocarbon/polymer composites for chemiresistive sensing: A review. [Journal Name Missing].
[13]      Palmero, P. (2015). Structural ceramic nanocomposites: A review of properties and powders’ synthesis methods. Nanomaterials, 5(2), 656–696. https://doi.org/10.3390/nano5020656