Highly sensitive active medium of primary converter SO2 sensors based on cholesteric-nematic mixtures, doped by carbon nanotubes

• Autorzy: Petryshak V. , Mikityuk Z. , Vistak M. , Gotra Z. , Akhmetova A. , Wójcik W. , Assembay A.

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2017.03.27

Warianty tytułu

PL

Bardzo czuły aktywny nośnik w czujnikach z głównym przetwarzaniem SO2 opartych na mieszaninach cholesteryczno-nemotycznych domieszkowanych nanorurkami węglowymi

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The spectral characteristics of cholesteric-nematic mixture intercalated with one-, double- and manywalls nanotubes under the SO2 effect are presented in the paper. Іt has been demonstrated the possibilities of using the nanocomposites based on a cholesteric nematic mixtures doped by carbon nanotubes for material of primary transducer of sulfur dioxide optical sensor. It has been optimized the nanocomposite structure in order to achieve a maximal coefficient of spectral sensitivity which is 6.66 nm/ppm for nanocomposites on the base of cholesteric-nematic mixture intercalated by 0.5% double-walled carbon nanotube.

PL

W artykule zaprezentowano charakterystyki widmowe mieszanki cholesteryczno-nematycznej interkalowanej z jedno-, dwu- i wielowarstwowymi warstwami nanorurek pod wpływem działania SO2. Wykazano możliwości wykorzystania nanokompozytów na bazie mieszaniny cholesteryczno nematycznej domieszkowanej przez nanorurki węglowe na materiał przetwornika pierwotnego dwutlenku siarki czujnika optycznego. Materiał ten został zoptymalizowany w celu uzyskania maksymalnego współczynnika czułości widmowej która wynosi 6,66 nm/ppm dla nanokompozytów na bazie mieszaniny cholesteryczno-nematycznej interkalowanej przez 0,5% dwuściennych nanorurek węgla.

Słowa kluczowe

EN

optical gas sensor; transmittance spectra; nanocomposite; sulfur dioxide; carbon nanotube; cholesteric nematic mixtures

PL

optyczny czujnik gazu; widmo transmitancji; nanokompozyt; dwutlenek siarki; nanorurki węglowe; mieszanina nematyczna cholesterolowa

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2017
• Tom: R. 93, nr 3
• Strony: 117--120
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Petryshak V.

• Lviv National Politechnic University, 12 Bandery str., Lviv, Ukraine

autor

Mikityuk Z.

• Lviv National Politechnic University, 12 Bandery str., Lviv, Ukraine

autor

Vistak M.

• Danylo Halytsky Lviv National Medical University, 69 Pekarska str., Lviv, Ukraine

autor

Gotra Z.

• Lviv National Politechnic University, 12 Bandery str., Lviv, Ukraine

autor

Akhmetova A.

• Al-Farabi Kazakh National University

autor

Wójcik W.

• Lublin University of Technology, Institute of Electronics and Information Technology

autor

Assembay A.

• Kazakh National Research Technical University after K. I. Satpaev

Bibliografia

• [1] Nisulescu C., Ionel I., Calinoiu D., New methods for determination SO2 emissions. In International Conference Integrated Systems for Agro Food Production, SIPA, 11 (2013), 10–12
• [2] Hwang M.J., Shim W.G., Choi W.S., Moon H., Quartz Crystal Microbalance Sensor Coated with Nano-Sized Polystyrene Latex Spheres for SO2 Detection. Journal of nanoscience and nanotechnology, 13(6) (2013), 4168–4171
• [3] Capone S., Forleo A., Francioso L., Rella R., Siciliano P., Spadavecchia J., Taurino A. M., Solid state gas sensors: state of the art and future activities. Journal of Optoelectronics and Advanced Materials, 5(5) (2013), 1335– 1348
• [4] Bielecki Z., Janucki J., Kawalec A., Mikołajczyk J., Palka N., Pasternak M., Pustelny T., Stacewicz T., Wojtas J., Sensors and systems for the detection of explosive devices. Metrol. Meas. Syst., 19(1) (2012), 3–28
• [5] Sushynskyi O., Vistak M., Gotra Z., Fechan A., Mikityuk Z., Silicon dioxide nanoporous structure with liquid crystal for optical sensors. Proc. SPIE, (2014), 91271F
• [6] Li W., Lu X.M., Li G.Q., Ma J.J., Zeng P.Y., Chen J.F., He Q.Y., First-principle study of SO2 molecule adsorption on Nidoped vacancy-defected single-walled (8,0) carbon nanotubes. Applied Surface Science, (364) (2016), 560–566
• [7] Sun F., Gao J., Zhu Y., Chen G., Wu S., Qin Y., Adsorption of SO2 by typical carbonaceous material: a comparative study of carbon nanotubes and activated carbons. Adsorption, 19(5) (2013), 959–966
• [8] Zhang X., Dai Z., Wei L., Liang N., Wu X., Theoretical calculation of the gas-sensing properties of Pt-decorated carbon nanotubes. Sensors, 13(11) (2013), 15159–15171
• [9] Zhang X., Meng F., Wang Z., Li J., Gas-sensing simulation of single-walled carbon nanotubes applied to detect gas decomposition products of SF 6 in PD. In Electrical Insulation Conference (EIC), (2011), 132–135
• [10] Shi L., Yang K., Zhao Q., Wang H., Cui Q., Characterization and mechanisms of H2S and SO2 adsorption by activated carbon. Energy & Fuels, 29(10) (2015), 6678– 6685
• [11] Zhao J., Buldum A., Han J., Lu J.P., Gas molecule adsorption in carbon nanotubes and nanotube bundles. Nanotechnology, 13(2) (2002), 195
• [12] Rahimi M., Singh J.K., Müller -Plathe F., Adsorption and separation of binary and ternary mixtures of SO2, CO2 and N2 by ordered carbon nanotube arrays: grand-canonical Monte Carlo simulations. Physical Chemistry Chemical Physics, (2016)
• [13] Zhang X., Dai Z., Chen Q., Tang J., A DFT study of SO2 and H2S gas adsorption on Au-doped single-walled carbon nanotubes. Physica Scripta, 89(6) (2014), 065803
• [14] Mykytyuk Z., Fechan A. , Petryshak V., Barylo G. , Boyko O. , Optoelectronic Multi-Sensor of SO2 and NO2 Gases TCSET'2016, February 23–26, 2016, Lviv-Slavske,Ukraine
• [15] Sushynskyi O., Vistak M., Gotra Z., Fechan A., Mikityuk Z., Silicon dioxide nanoporous structure with liquid crystal for optical sensors. Proc. SPIE, (2014), 91271F
• [16] Sushynskyy O., Rudyy A., Chapran M., Investigations of the materials for carbon monoxide optoelectronic sensors. Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska, 1 (2012), 18–20

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).