Prof. Huang Qing's groep van de Hefei Institutes of Physical Science (HFIPS) ontwikkelde een oppervlakte-versterkte Raman spectroscopie (SERS) gassensor om aldehyde te detecteren met een hoge gevoeligheid en selectiviteit, die een nieuwe detectiemethode opleverde voor het bestuderen van de adsorptie van gasmoleculen op poreuze materialen. De relevante onderzoeksresultaten zijn gepubliceerd in Analytische scheikunde .

Adsorptietechnologie is een van de belangrijkste technologieën voor de behandeling van vluchtige organische stoffen (VOS). Over de afgelopen jaren, metaal-organische raamwerken (MOF's) hebben veel belangstelling gewekt vanwege hun uitstekende adsorptie-eigenschappen. Nauw verwant aan MOF's, gelaagde dubbele hydroxiden (LDH's), ook bekend als hydrotalciet-achtige systemen of anionische kleien, hebben speciale aandacht gekregen voor hun verbeterde adsorptie-eigenschappen vanwege de verhoogde porositeit en chemische affiniteit op meerdere actieve plaatsen.

In dit onderzoek, zilveren nanocubes (AgNC's) en Co-Ni LDH composiet nanomaterialen werden bereid in de sjabloonopofferingsmethode, en gemodificeerd met 4-aminofenol (4-ATP) voor zowel vang- als sondefuncties. Op basis van het voorbereide composietmateriaal, onderzoekers construeerden een zeer efficiënte gassensor voor selectieve detectie van aldehydegas.

"Deze SERS-sensor heeft een ultrahoge gevoeligheid voor aldehydegas, " zei XU Di, de eerste auteur van dit artikel, "we hebben de juistheid ervan geverifieerd, herhaalbaarheid en selectiviteit in het experiment."

Gecombineerd met de hoofdcomponentenanalysemethode, ze hebben met succes het vergelijkbare SERS-spectrum van aldehydegassen geïdentificeerd en geanalyseerd met de sensor, toepassingswaarde aangeven.

Ze onderzochten verder de adsorptiekinetiek en het thermodynamische proces van benzaldehydemoleculen op Co-Ni LDH met de sensor. Het kinetische adsorptieproces zou beter kunnen worden aangepast door de pseudo-eerste-orde kinetiek met een hogere correlatiecoëfficiënt dan door een pseudo-tweede-orde model. De isothermadsorptie past bij het Langmuir-isothermmodel, en de adsorptieconstante is 6,25 × 10 ⁶ l/mol, wat aangeeft dat de adsorptieplaatsen van de composieten homogeen waren en gedomineerd door monolaag-chemisorptie.

Deze studie bracht een nieuwe meetmethode tot stand voor het onderzoeken van het adsorptieproces met een extreem laag verbruik van zowel adsorbaten als adsorbentia, maar kan in de toekomst ook de basis leggen voor de constructie van snelle en ultragevoelige SERS-sensoren voor het onderzoeken van VOC's.