Highly Sensitive and Selective Zinc-Based Metal–Organic Framework Derivatives Gas Sensors for Trace H 2 S Detection
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Le résumé fourni par la source
High Resolution Image Download MS PowerPoint Slide High sensitivity and selectivity are never-ending points of interest in the gas sensing field. Herein, the novel functionalized N-doped graphitic carbon is derived from Zn-MOF by modulating the pyrolysis temperature toward H 2 S sensing application. The results demonstrate excellent sensing performance toward H 2 S gas with a limit of detection (LOD) of 56.9 ppb, faster response and recovery time (18 and 29 s), and high selectivity with a 20-fold response difference than other interfering gases. The expected stability with stable multiple consecutive responses and a strong response toward 1 ppm of H 2 S after 4 months were reached. Functionalized groups pyridinic nitrogen (PD-N) and pyrrolic nitrogen (PR-N) that make MOF-derived carbon stand out in H 2 S gas sensing are mainly attributed to dual active sites: (i) N–C bonds on graphitic carbon undergo surface redox reactions, forming oxidized carbon species (C═O or C═S), and (ii) PD/PR-N-Zn coordination centers facilitate the formation of SO 4 2– -based surface complexes through reaction with H 2 S and adsorbed oxygen. Notably, DFT calculation was employed to confirm both PR-N and PD-N bonding with zinc, yielding the largest charge transfer and binding energy among simulated factors, which attributes to the generation of significant sensing performance for H 2 S. Consequently, this work will provide a novel strategy for the advancement of gas sensing applications.
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Le contrôle bibliographique ouvert
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- Titre Crossref
- Highly Sensitive and Selective Zinc-Based Metal–Organic Framework Derivatives Gas Sensors for Trace H <sub>2</sub> S Detection
- Date Crossref
- 02/10/2025
- Éditeur
- American Chemical Society (ACS)
- Type
- journal-article
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Où se fait cette recherche
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Max Bergmann Zentrum für Biomaterialien pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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Technische Universität Dresden pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Centre National de la Recherche Scientifique pays non établi dans la noticeOrganisme public
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Institut Charles Sadron pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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Université de Strasbourg pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Leibniz Institute for Solid State and Materials Research pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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Max Planck Institute of Microstructure Physics pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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Center for Advancing Health pays non établi dans la noticeOrganisation à but non lucratif
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Center for Advancing Electronics Dresden pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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Baddi University of Emerging Sciences and Technologies pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Dresden Center for Computational Materials Science pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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Institute for Materials Science and Max Bergmann Center for Biomaterials pays non établi dans la noticeStructure de recherche
Max Bergmann Zentrum für Biomaterialien, Technische Universität Dresden et Centre National de la Recherche Scientifique, avec 9 autres affiliations.
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