| 학회 |
한국재료학회 |
| 학술대회 |
2021년 가을 (11/24 ~ 11/26, 경주 라한호텔) |
| 권호 |
27권 2호 |
| 발표분야 |
E. 환경/센서 재료 분과 |
| 제목 |
CuO/Cu2O 나노입자를 증착한 다중벽 탄소나노튜브의 H2S 가스에 대한 선택적 감지 연구 |
| 초록 |
H2S 가스를 감지하는 것은 여러 방면으로 유용하다. H2S는 가연성 독성 가스로 흡입 시 세포 호흡을 막을 수 있어서 인체에 매우 위험하기 때문이다. 많은 쉘로 구성된 다중벽 탄소나노튜브(multi-walled carbon nanotubes, MWCNTs)는 단일벽 탄소나노튜브(single-walled carbon nanotubes, SWCNTs)에 비해 쉽게 합성이 가능하고, 감지 동작도 거의 동일하다. CNT 기반 가스 센서의 감지 거동이 양호하긴 하지만, 실온에서 작동 시 회복 시간과 선택성의 개선이 필요하다. 본 연구에서는 MWCNTs 기반 가스 센서의 H2S 검출 특성을 향상시키기 위해 다중벽 탄소나노튜브 표면에 CuO 및 Cu2O 나노입자(NP)를 증착하였다. CuO와 Cu2O는 대표적인 p형 반도체로 H2S 센싱에 매우 효과적이다. CuO/Cu2O 나노입자는 MWCNTs 표면에 분포하여 MWCNTs 기반 센서의 센싱 특성을 향상시키는 촉매 역할을 한다. Cu2O/CuO는 H2S 가스에 노출될 때 Cu2S/CuS로 전환되므로 Cu2O/CuO NPs를 촉매로 이용하는 것이 H2S 가스 검출 시 선택성 향상에 도움이 된다. 가스 센서 표면에 Cu2O/CuO 나노입자를 증착하기 위해서는 스퍼터링하는 방법이 선택되었다. 스퍼터링은 분출 시간, 스퍼터링 압력 및 스퍼터링 전류와 같은 다양한 매개변수에 의해 침전층의 두께를 제어할 수 있는 간단한 공정이다. 수열합성법 및 솔-겔 등의 다른 방법도 사용할 수 있지만 스퍼터링이 침전층을 제어하기 쉽기 때문에 일반적으로 이용된다. 본 연구에서 제작된 센서는 H2S 가스에 대해 우수한 선택성을 보여주었다. |
| 저자 |
김은비, 신가윤, 엄완식, 유동재, 강석우, 김현우
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| 소속 |
한양대 |
| 키워드 |
다중벽 탄소나노튜브; Cu<SUB>2</SUB>O/CuO 나노입자; H<SUB>2</SUB>S 가스센서; 선택성; 감지 메커니즘
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