${TiO_2}$-based nanomaterials for gas sensing – influence of anatase and rutile contributions
PBN-AR
Instytucja
Wydział Informatyki, Elektroniki i Telekomunikacji (Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie)
Informacje podstawowe
Główny język publikacji
EN
Czasopismo
Nanoscale Research Letters (35pkt w roku publikacji)
ISSN
1931-7573
EISSN
1556-276X
Wydawca
New York, NY : Springer
DOI
URL
Rok publikacji
2017
Numer zeszytu
1, art. no. 89
Strony od-do
1--8
Numer tomu
12
Link do pełnego tekstu
Identyfikator DOI
Liczba arkuszy
0.6
Autorzy
(liczba autorów: 2)
Pozostali autorzy
+ 1
Słowa kluczowe
EN
TiO2
TiO2-SnO2
nanopowders
rutile
anatase
gas sensing
Open access
Tryb otwartego dostępu
Otwarte czasopismo
Wersja tekstu w otwartym dostępie
Wersja opublikowana
Licencja otwartego dostępu
Creative Commons — Uznanie autorstwa
Czas opublikowania w otwartym dostępie
Razem z publikacją
Streszczenia
Język
EN
Treść
The paper deals with application of three nanomaterial systems: undoped TiO2, chromium-doped TiO2:Cr and TiO2-SnO2 synthesized by flame spray synthesis (FSS) technique for hydrogen sensing. The emphasis is put on the role of anatase and rutile polymorphic forms of TiO2 in enhancing sensitivity towards reducing gases. Anatase-to-rutile transformation is achieved by annealing of undoped TiO2 in air at 700 °C, specific Cr doping and modification with SnO2. Undoped TiO2 and TiO2-SnO2 exhibit n-type behaviour and while TiO2: 5 at.% Cr is a p-type semiconductor. X-ray diffraction (XRD) has been applied to determine anatase-to-rutile weight ratio as well as anatase and rutile crystal size. Scanning electron microscopy (SEM) and transmission electron microscopy (TEM) have been used to characterize the structure and morphological parameters. Optical reflectometry enabled to find and compare the band gaps Eg of anatase and rutile predominated compositions. Electrical properties, i.e. the electrical conductivity and values of constant phase element (CPE), have been established on the basis of impedance spectroscopy. Dynamic responses of the electrical resistance as a function of hydrogen concentration revealed that predominance of rutile in anatase/rutile mixture is beneficial for gas sensing. Partial transformation to rutile in all three material systems under study resulted in an increased sensitivity towards hydrogen. It is proposed that this effect can be explained in a similar way as in photocatalysis, i.e. by specific band alignment and electron transfer from rutile to anatase to facilitate oxygen preadsorption on the surface of anatase grains.
Cechy publikacji
original article
peer-reviewed
Inne
System-identifier
idp:105595
CrossrefMetadata from Crossref logo
Cytowania
Liczba prac cytujących tę pracę
Brak danych
Referencje
Liczba prac cytowanych przez tę pracę
Brak danych