Carbon Dioxide Sensors Based on Carbon Nanotubes with and Without Catalyst

Abstract

Сенсори газу мають широкий спектр застосувань у повсякденному житті як у промисловості, так і в медицині. Ефективний сенсор повинен бути вибірковим, чутливим, надійним і економічно вигідним. На даний момент доступні газові сенсори не відповідають одному або кільком з цих критеріїв. У роботі успішно виготовлені методом хімічного осадження вуглецеві нанотрубки (CNTs) з каталізатором (Fe) і без нього з пари (CVD) та досліджено їх структурні, морфологічні та сенсорні властивості. Зображення FESEM чітко вказують, що зразки мають діаметри приблизно 120 нм і 25-57 нм для CNTs з каталізатором і без нього відповідно. Сенсорні властивості CNTs досліджуються як функція часу та робочої температури, щоб знайти чутливість до CO2 при різних концентраціях. Висока чутливість (4,68 %) була досягнута при 100 C із швидким відгуком та часом відновлення при високій концентрації 100 ppm.

Gas sensors have a wide range of applications in everyday life, whether in industry and medical. A good sensor should be selective, sensitive, responsive, reliable and cost effective. Currently available gas sensors are lacking in one or more of these criteria. In this work, carbon nanotubes (CNTs) with and without catalyst (Fe) are successfully prepared by chemical vapor deposition (CVD) and their structural, surface morphological and sensing properties are studied. The FESEM images clearly indicate that the samples have good CNT diameters of about 140 nm and 45-57 nm with and without catalyst, respectively. The sensing properties of CNTs are investigated as a function of time and operating temperature to find the sensitivity to CO2 gas at different concentrations. High sensitivity (2.68 %) was achieved at 100 C with a fast response and recovery times at a high concentration of 100 ppm.