Aufklärung des Mechanismus von SnO2‐Gassensoren unter Betriebsbedingungen mittels kombinierter operando‐UV‐Vis‐, Raman‐ und IR‐Spektroskopie. (12th September 2019)

• Record Type: Journal Article
• Authors: Elger, Ann‐Kathrin; Hess, Christian
• Is Part Of: Angewandte Chemie. Volume 131:Number 42(2019)
• Page Start: 15199
• Page End: 15204
• Publication Date: 2019-09-12
• Subjects: Ethanol -- Gas-Sensor -- Mechanismus -- Operando-Spektroskopie -- SnO2; Chemistry -- Periodicals; 540
• DOI: 10.1002/ange.201908871
• Languages: English
• ISSNs: 0044-8249

Abstract

Abstract: SnO2 ist das am häufigsten verwendete Material für Metalloxid‐Gassensoren, aber ein detailliertes Verständnis der Funktionsweise steht trotz der Relevanz noch immer aus. Um mechanistische Einblicke in SnO2 ‐Gassensoren unter Arbeitsbedingungen zu erhalten, haben wir einen operando‐Zugang entwickelt, der UV‐Vis‐, Raman‐ und FT‐IR‐Spektroskopie kombiniert, und es erstmals erlaubt, die Sensorantwort mit der Sauerstoffleerstellen‐Konzentration im Metalloxid, der Art der Adsorbate und der Gasphasenzusammensetzung zu verknüpfen. Wir zeigen anhand der Ethanol‐Gassensorik, dass der Sensorwiderstand direkt mit der Anzahl an Sauerstoffleerstellen an der Oberfläche und der Art der Oberflächenspezies, insbesondere der Acetat‐ und Hydroxyspezies, korreliert ist. Unsere operando‐Ergebnisse erlauben eine Beurteilung der in der Literatur vorgeschlagenen Modelle hinsichtlich der Arbeitsweise von Gassensoren. Aufgrund ihres fundamentalen Charakters sind sie auch für andere Metalloxid‐Gassensoren von unmittelbarer Relevanz. Abstract : Gut kombiniert : Durch kombinierte operando‐Spektroskopie werden neue Erkenntnisse zur Arbeitsweise von SnO2 ‐Gassensoren geliefert. Der Zusammenhang zwischen Sensorantwort, Sauerstoffleerstellen an der Oberfläche und Art der Adsorbate wird aufgezeigt. Diese Ergebnisse, die die Bedeutung neuer operando‐Methoden für die spektroskopische Analyse unter Arbeitsbedingungen unterstreichen, könnten auch für andere Metalloxid‐Gassensoren relevant sein.