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Chem:超小双金属纳米颗粒和多孔离子交换聚合物复合材料用于氢传感器

Nanoyu
2020-08-11


双金属纳米颗粒(BM-NPs)由于其超高的表面反应活性,在催化、传感和电子学等领域受到广泛关注。为了在各种应用中有效利用BM-NPs,需要强有力的合成方法来合成直径小于几纳米的非聚集功能性BM-NPs。

近日,韩国科学技术院Il-Doo Kim,麻省理工学院Timothy M. Swager报道了通过使用多孔离子交换聚合物进行超小BM-NPs的合成,进而设计出能够进行无线检测的高性能氢传感器。

文章要点

1通过使用多孔离子交换聚合物,使得互补电荷的离子金属前体能够均匀扩散和固定到聚合物基质中,进而实现精确调节BM-NP的大小和组成。同时,在刚性多孔基质内进行化学还原以生成NPs会产生具有高气体渗透性的材料,并抑制NPs的尺寸增长。因此通过一种稳健、方便的方法,实现在多孔聚合物基质中合成尺寸超小(低至1 nm)、分散性良好的BM-NPs(PdPt NPs)。

2由于双金属PdPt纳米颗粒具有高而独特的活性,同时表现出吸氢和除氧反应,因此基于PdPt NPs的氢敏传感器在空气中具有优异的氢敏特性。氢敏传感器的检测限(LOD)为0.4 ppm。此外,传感器系统可以与射频识别(RFID)系统配对,用于检测密封气头空间中的氢气。

Koo et al., Hydrogen Sensors from Composites of Ultra-small Bimetallic Nanoparticles and Porous Ion-Exchange Polymers, Chem (2020)

DOI:10.1016/j.chempr.2020.07.015

https://doi.org/10.1016/j.chempr.2020.07.015




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