Enhanced formaldehyde sensing with UV-LED activated Nafion-coated in₂O₃ gas sensor
Notice bibliographique
Résumé
High-performance formaldehyde sensors are highly desirable in various industries and indoor gas monitoring systems. Recent advances in ultraviolet light-emitting diode (UV-LED) technology have provided the opportunity to develop UV-activated semiconductor sensors with many advantages. However, the typical UV-activated metal oxide semiconductor (MOS) sensing material is at fault of restructuring in the presence of ppm concentrations of formaldehyde, leading to inconsistent sensor measurements. In response, we developed a formaldehyde sensor featuring excellent response stability by exploiting Nafion-coated indium oxide (In 2 O 3 ) nanoparticles (NPs) as the sensing material, prepared via an indium nitrate precursor route along with Nafion solution, deposited using spin-coating on an electrode, under UV-LED irradiation. The results indicated that the presence of a thin layer of Nafion preserves the structure of the UV-activated sensing layer from agglomeration, resulting in stable and reproducible sensor responses. Sensor sensitivity (response) was found to be a function of two key parameters: Nafion concentration and UV irradiance. We studied the responses of the Nafion-coated In 2 O 3 NPs sensor with Nafion concentrations of 0.5 wt% and 2.5 wt% and under UV irradiances of 2.35, 2.49, and 2.56 mW/cm 2 . The characterization results revealed greater porosity and a reduction in particle size after reducing the Nafion concentration, leading to sensitivity improvement. Sensor sensitivity was further improved by increasing the UV irradiance due to the enhanced proton conductivity through the Nafion layer. The linear relationship between the transient response and formaldehyde concentration exhibited the feasibility of the developed sensor for fast formaldehyde measurement. The results showed a transient response of 0.15 for the 0.5 wt% Nafion-coated In 2 O 3 NPs sensor under 2.56 mW/cm 2 irradiance to 25 ppm of formaldehyde. This study presents a new approach in preventing sensing layer restructuring caused by formaldehyde (and likely other similar volatile organic compounds (VOCs) of semiconductor gas sensors), thereby providing a practical solution to formaldehyde and other VOCs detection. This approach enhanced sensor sensitivity to different concentrations of the target gas, with fast and consistent response and recovery.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 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 source (Gemma direct ou Codex distillé), 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 ».