Czasopismo | PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY | Rocznik 2023 - zeszyt 3

Investigation of Graphene Gas Sensor at Different Substrates for Acetone Detection

Badanie czujnika gazu grafenowego na różnych podłożach w celu wykrycia acetonu

10.15199/48.2023.03.51

nr katalogowy: 142347
10.15199/48.2023.03.51

Streszczenie

Acetone gas is a colorless and flammable gas. Hence, it is one of the primary sources that causes combustion in high-temperature conditions. Besides, it is harmful to the health of living things. It will induce dizziness, headaches, vomiting, and irritation to the nose, eye, and throat in the short term. In the long term, it will cause damage to the central nervous system, cancer, liver, and kidney. This project aims to develop a graphene gas sensor to sense acetone and investigate the performance of the fabricated gas sensors at various thicknesses on different substrates. The substrates used are glass and Kapton film. 10 g of DI water was mixed with three different weights of graphene powder (0.01 g, 0.02 g, and 0.05 g) using a sonication bath for 30 minutes. The thickness of the sensing layer was varied through different amounts of graphene powder used in the solutions. Initially, the interdigitated electrode was deposited onto the substrates using screen-printing and annealed at 150 for 10 minutes. After that, the sensing layer was deposited on the interdigitated electrode using the dropping technique by dropping one drop of the mixed solution and annealing at 150 for 10 minutes. SEM and XRD characterizations are carried out to verify the sensing material of the gas sensor. The results revealed that gas sensors prepared by 0.01 g of graphene and 10 g of DI water (D-1b and D1b) produced high sensitivity to acetone compared to other samples. The gas sensor on Kapton film (D1b) had higher sensitivity than the gas sensor on the glass substrate (D-1b), with sensitivity values of approximately 7.02% and 3.24%, respectively. Sample D-2b has the shortest response time (4 s), while sample D-5b has the fastest recovery time (5 s) to acetone vapor.

Abstract

Aceton jest gazem bezbarwnym i palnym. Jest więc jednym z podstawowych źródeł powodujących spalanie w warunkach wysokiej temperatury. Poza tym jest szkodliwy dla zdrowia żywych organizmów. W krótkim czasie wywoła zawroty głowy, bóle głowy, wymioty i podrażnienie nosa, oczu i gardła. W dłuższej perspektywie spowoduje uszkodzenie ośrodkowego układu nerwowego, raka, wątroby i nerek. Ten projekt ma na celu opracowanie czujnika gazu grafenowego do wykrywania acetonu i zbadanie działania wytworzonych czujników gazu o różnej grubości na różnych podłożach. Zastosowane podłoża to szkło i folia Kapton. 10 g wody DI zmieszano z trzema różnymi wagami proszku grafenowego (0,01 g, 0,02 g i 0,05 g) stosując łaźnię sonikacyjną przez 30 minut. Grubość warstwy czujnikowej była zmieniana przez różne ilości proszku grafenowego stosowanego w roztworach. Początkowo elektroda naprzemienna została osadzona na podłożach za pomocą sitodruku i wyżarzona w temperaturze 150°C przez 10 minut. Następnie warstwę czujnikową osadzano na elektrodzie naprzemiennej przy użyciu techniki wkraplania przez upuszczenie jednej kropli zmieszanego roztworu i wyżarzanie w temperaturze 150°C przez 10 minut. Charakteryzacje SEM i XRD są przeprowadzane w celu weryfikacji materiału czujnika gazu. Wyniki wykazały, że czujniki gazu przygotowane z 0,01 g grafenu i 10 g wody DI (D-1b i D1b) wykazywały wysoką czułość na aceton w porównaniu z innymi próbkami. Czujnik gazu na folii kaptonowej (D1b) miał wyższą czułość niż czujnik gazu na podłożu szklanym (D-1b), przy wartościach czułości odpowiednio około 7,02% i 3,24%. Próbka D-2b ma najkrótszy czas odpowiedzi (4 s), podczas gdy próbka D-5b ma najszybszy czas powrotu (5 s) do par acetonu.

Słowa kluczowe

Keywords

Jeśli masz wykupiony/przyznany dostęp - zaloguj się. Skorzystaj z naszych propozycji zakupu!

Publikacja


PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY- e-publikacja (pdf) z zeszytu 2023-3 , nr katalogowy 142347 licencja: Osobista Produkt cyfrowy Nowość	10.00 zł

Zeszyt


PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY- e-zeszyt (pdf) 2023-3 licencja: Osobista Produkt cyfrowy Nowość	70.00 zł

Prenumerata

PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - prenumerata cyfrowa
licencja: Osobista

Produkt cyfrowy
Nowość

762.00 zł

PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - PAKIET prenumerata PLUS
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - PAKIET prenumerata PLUS (Prenumerata papierowa + dostęp do portalu sigma-not.pl + e-prenumerata)	1002.00 zł brutto 927.78 zł netto 74.22 zł VAT (stawka VAT 8%)

1002.00 zł

PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - papierowa prenumerata roczna + wysyłka
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - papierowa prenumerata roczna	960.00 zł brutto 888.89 zł netto 71.11 zł VAT (stawka VAT 8%)
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - pakowanie i wysyłka	42.00 zł brutto 34.15 zł netto 7.85 zł VAT (stawka VAT 23%)

1002.00 zł

Zeszyt

2023-3

Twój Koszyk

Publikacja

Zeszyt

Prenumerata

Zeszyt

Czasopisma