Maxim Polyakov

1 Institutul de chimie anorganică Nikolaev SB RAS, Ak. Bulevardul Lavrentiev, 3, 630090 Novosibirsk, Rusia; [email protected]_vokaylop (M.P.); moc.liamg@0662avonaviikiv (VI); ur.csn.ciin@remaylk (D.K.)

hibrid

2 Universitatea de Stat de Arhitectură și Inginerie Civilă din Sankt Petersburg, Vtoraya Krasnoarmeiskaya, 4, 190005 Sankt Petersburg, Rusia

Victoria Ivanova

1 Institutul de chimie anorganică Nikolaev SB RAS, Ak. Bulevardul Lavrentiev, 3, 630090 Novosibirsk, Rusia; [email protected]_vokaylop (M.P.); moc.liamg@0662avonaviikiv (VI); ur.csn.ciin@remaylk (D.K.)

Darya Klyamer

1 Institutul de chimie anorganică Nikolaev SB RAS, Ak. Bulevardul Lavrentiev, 3, 630090 Novosibirsk, Rusia; [email protected]_vokaylop (M.P.); moc.liamg@0662avonaviikiv (VI); ur.csn.ciin@remaylk (D.K.)

Baybars Köksoy

3 Departamentul de Chimie, Universitatea Tehnică Gebze, Gebze, 41400 Kocaeli, Turcia; moc.liamg@yksrabyab (B.K.); rt.ude.utg@kaconesa (A.Ș.); rt.ude.utg@nahre (E.D.); rt.ude.utg@sumrud (M.D.)

Ahmet Șenocak

3 Departamentul de Chimie, Universitatea Tehnică Gebze, Gebze, 41400 Kocaeli, Turcia; moc.liamg@yksrabyab (B.K.); rt.ude.utg@kaconesa (A.Ș.); rt.ude.utg@nahre (E.D.); rt.ude.utg@sumrud (M.D.)

Erhan Demirbaș

3 Departamentul de Chimie, Universitatea Tehnică Gebze, Gebze, 41400 Kocaeli, Turcia; moc.liamg@yksrabyab (B.K.); rt.ude.utg@kaconesa (A.Ș.); rt.ude.utg@nahre (E.D.); rt.ude.utg@sumrud (M.D.)

Mahmut Durmuș

3 Departamentul de Chimie, Universitatea Tehnică Gebze, Gebze, 41400 Kocaeli, Turcia; moc.liamg@yksrabyab (B.K.); rt.ude.utg@kaconesa (A.Ș.); rt.ude.utg@nahre (E.D.); rt.ude.utg@sumrud (M.D.)

Tamara Basova

1 Institutul de chimie anorganică Nikolaev SB RAS, Ak. Bulevardul Lavrentiev, 3, 630090 Novosibirsk, Rusia; [email protected]_vokaylop (M.P.); moc.liamg@0662avonaviikiv (VI); ur.csn.ciin@remaylk (D.K.)

Abstract

1. Introducere

Până în prezent, s-a obținut o mare varietate de materiale pe bază de nanotuburi de carbon (CNT), printre care straturi comandate [1], fibre de nanocarbon [2,3], hârtie bucky [4,5], electrozi modificați [6,7, 8,9], absorbanți de gaz sau de cationi [10,11] și alții [12]. Materialele de carbon curate pot fi modificate prin diferite moduri, de exemplu, prin dopaj heteroatom [13], atașare covalentă a diferiți atomi [14,15,16], grupări funcționale [17,18,19,20] sau molecule [21,22] precum și prin adsorbția non-covalentă a diferitelor molecule poliaromatice [23,24,25,26], nanoparticule [4,27] sau polimeri [28].

Unul dintre aspectele practice ale unor astfel de materiale hibride este utilizarea lor ca straturi active ale senzorilor de gaz chemiresistivi. Este bine cunoscut faptul că conductivitatea diferitelor tipuri de CNT curate este determinată de simetria și structura lor [29]. În 2000 Kong și colab. [30] a descoperit mai întâi că conductivitatea nanotuburilor de carbon semiconductori s-a schimbat atunci când diferite molecule au fost adsorbite pe suprafața lor și că proprietatea ar putea fi utilizată în dispozitivele senzorului de gaz. Astfel, oxidanții puternici - acceptori de electroni (de exemplu, NO2) - cresc semnificativ conductivitatea CNT-urilor semiconductoare de tip p datorită îmbunătățirii concentrației găurii. Dimpotrivă, reducerea gazelor, care sunt donatori de electroni, duc la o scădere a conductivității datorită recombinării electronilor și găurilor. În prezent, au fost studiate caracteristicile senzorilor materialelor hibride bazate pe CNT către o varietate de gaze, cum ar fi NH3, NO2, CH4, SO2, H2S etc. și compuși organici volatili (etanol, acetonă și cloroform) [17, 23,31,32,33]. De asemenea, s-a demonstrat că materialele hibride bazate pe CNT prezintă un răspuns sensibil mai ridicat al senzorului și o performanță mai bună de detectare în comparație cu nanotuburile de carbon curate.

Metaloftalocianinele sunt, de asemenea, utilizate pe scară largă ca straturi active de senzori de gaze datorită capacității lor de a-și schimba conductivitatea în prezența diferitelor gaze prin forța proceselor de transfer al sarcinii [34,35]. Există mai multe exemple în literatura de specialitate despre aplicațiile materialelor hibride create pe baza CNT-urilor și MPcs-urilor ca straturi active de senzori chimici [23,32,36]. În studiile noastre anterioare, materialele hibride au fost obținute utilizând funcționalizarea covalentă și non-covalentă a suprafeței CNT de către moleculele de ftalocianină [37]. S-a demonstrat că materialele hibride au prezentat caracteristici mai bune ale senzorilor decât nanotuburile curate datorită combinației de proprietăți CNT, cum ar fi conductivitatea și suprafața dezvoltată, cu adăugarea de ftalocianine metalice, și anume. răspunsul ridicat al senzorilor la analiții gazoși și capacitatea de a forma pelicule subțiri comandate.