Single cobalt atoms with unconventional dynamic coordination mechanism for selective ammonia sensor
Notice bibliographique
Résumé
ABSTRACT Developing gas sensors that can simultaneously achieve high sensitivity and selectivity for the detection of a single-type gas remains a significant challenge. Herein we demonstrate cobalt (Co) single atoms with an unconventional dynamically changing coordination structure that could be used as NH3-sensing material with superior sensitivity and selectivity. According to the steric effect of 2-methylimidazole (2MI) molecules and carbonyl groups on graphene, the Co single atom is evolved into a bidentate coordinated structure (Co-2MI-G). In-situ characterization and theoretical simulation reveal that the sensing mechanism of Co-2MI-G is the specific chemical adsorption between unsaturated coordinated Co single atoms and NH3 molecules, causing a reversible switching of coordination number from 2 to 4, a valence state transfer from Co2+ to Co3+ of Co single atoms, and a band-gap width from 0.14 eV to 0.50 eV. Consequently, the Co-2MI-G-based gas sensor presents a sensing response of 67.598% for 1 ppm NH3 and a limit of detection of 2.67 ppb, at least 1.8 times higher than that of state-of-the-art NH3 sensors, together with robust stability and reproducibility. This work provides an innovative perspective on utilizing single atoms for ultra-selective gas sensing by coordination regulation.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».