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Engineering

Luminescence आधारित आर्द्रता सेंसर के रूप में Nanostructured एजी-जिओलाइट कंपोजिट

doi: 10.3791/54674 Published: November 15, 2016
* These authors contributed equally

Introduction

छोटे उप नैनोमीटर oligoatomic चांदी समूहों तक ही सीमित जिओलाइट matrices में आत्म विधानसभा द्वारा गठित अद्वितीय ऑप्टिकल गुण प्रदर्शित करते हैं। इस तरह के 1-5 चांदी जिओलाइट कंपोजिट उच्च रासायनिक और फोटो स्थिरता है। हालांकि, उनके photoluminescence गुण चांदी समूहों के स्थानीय पर्यावरण पर अत्यधिक निर्भर हैं। पर्यावरण की स्थिति यह है कि चांदी जिओलाइट कंपोजिट में ऑप्टिकल सुविधाओं को प्रभावित आंतरिक और बाह्य गुण में विभाजित किया जा सकता है। आंतरिक गुणों जिओलाइट टोपोलॉजी, काउंटर संतुलन आयनों के प्रकार, और चांदी लोडिंग से संबंधित हैं। 1 दूसरी ओर, बाह्य गुण ऐसे में adsorbates या पानी के अणुओं की मौजूदगी के रूप में पद-सिंथेटिक परिवर्तन, से जुड़े हुए हैं जिओलाइट गुहाओं। 3,4 बाद के गुण-चांदी जिओलाइट के लिए प्रदान ऑप्टिकली ऐसे जिओलाइट पाड़ 6-8 भीतर नमी के रूपांतरों के रूप में बाहरी उत्तेजनाओं, पर प्रतिक्रिया करने की क्षमता कंपोजिट 9,10

हाल ही में एक अध्ययन में हम दिखा दिया है कि नमी के लिए एजी-zeolites के ऑप्टिकल प्रतिक्रिया केवल अवशोषण या उनके उत्सर्जन के शमन में बदलाव के लिए बल्कि उनके पानी की मात्रा के संबंध में अलग-अलग रंगों के उत्सर्जन की उपस्थिति के लिए सहसंबद्ध नहीं है। 5 स्थिरीकरण में आंशिक रूप से ली विमर्श एलटीए zeolites एक नमी संवेदनशील सामग्री जिसमें रिश्तेदार कम नमी पैमाने में परिवर्तन एक गतिशील रंग निर्जलित और हाइड्रेटेड नमूनों में हरी / पीला उत्सर्जन करने के लिए एक नीले रंग से परिवर्तन में परिलक्षित किया गया के गठन के लिए नेतृत्व में क्रमश: रजत समूहों की । इसलिए luminescence आधारित आर्द्रता सेंसर के रूप में इन सामग्रियों के उपयोग का प्रस्ताव रखा था। तिथि करने के लिए, इस तरह के इलेक्ट्रोलाइट्स, चीनी मिट्टी की चीज़ें, पॉलिमर, और nanostructured कंपोजिट के रूप में सामग्री के विभिन्न प्रकार आर्द्रता बी में निगरानी परिवर्तन के लिए प्रस्तावित किया गया हैased बिजली और ऑप्टिकल प्रतिक्रियाओं पर। 11,12 इस विस्तृत प्रोटोकॉल में हम आर्द्रता सेंसर के रूप में एलटीए (ली) -ag zeolites के आवेदन के लिए और आगे प्रोटोटाइप के विकास के लिए एक सबूत की अवधारणा को प्रदर्शित करने का लक्ष्य है। एलटीए (ली) -ag zeolites की चंचलता के कारण विभिन्न substrates में शामिल होने के लिए, अपनी क्षमता scalability और लागत प्रभावी निर्माण, प्रोटोटाइप डिजाइन की जा सकती है। 13 इस तरह के सेंसर इस तरह के रूप में विभिन्न औद्योगिक क्षेत्रों में संभावित प्रयोज्यता हो सकता था कृषि, साथ ही ऑटोमोबाइल और कागज उद्योग। 14

Protocol

सावधानी: रसायन और अभिकर्मकों इस रिपोर्ट में इस्तेमाल उचित सुरक्षा सुरक्षा (प्रयोगशाला कोट, दस्ताने, सुरक्षा चश्मे, धूआं डाकू) का उपयोग सावधानी से नियंत्रित किया गया। इस अध्ययन microporous अकार्बनिक सामग्री (1 से 5 माइक्रोन से लेकर आकार के साथ zeolites), इसलिए विशेष ध्यान देने की पर्याप्त धूल संरक्षण (धूल मास्क) का उपयोग करने के लिए निर्देशित किया गया था के हेरफेर के साथ संबंधित है। हम रसायन और अभिकर्मकों उचित हेरफेर और / या अपशिष्ट निपटान के लिए उपयोग करने से पहले इस कार्य में नियोजित की प्रासंगिक सामग्री सुरक्षा डाटा (MSDS) के परामर्श सलाह देते हैं।

1. जिओलाइट पूर्व उपचार

  1. हीट पूर्व उपचार
    नोट: इस तरह के कार्बनिक अशुद्धियों के रूप में दोष दूर करने के लिए उपयोग करने से पहले जिओलाइट सामग्री प्री-इलाज है, कि चांदी क्लस्टर के गठन और luminescence बाधा सकता है।
    1. वजन वाणिज्यिक एलटीए (ना) zeolites के 10 ग्राम और Depo (वाणिज्यिक एलटीए zeolites उनकी चौखटे में जवाबी संतुलन आयनों के रूप में सोडियम होते हैं)एक चीनी मिट्टी के बरतन ट्रे पर समान रूप से यह बैठते हैं।
    2. 450 डिग्री सेल्सियस पर एक ओढ़ना ओवन में रात भर जिओलाइट पाउडर गर्मी 80 डिग्री सेल्सियस और 110 डिग्री सेल्सियस पर 5 डिग्री सेल्सियस / 1 घंटा के अंतराल के साथ मिनट की एक तापमान रैंप का उपयोग कर जिओलाइट संरचना क्षति से बचने के लिए।
    3. ओवन से जिओलाइट सामग्री हटाने और यह परिवेश की स्थिति के तहत कमरे के तापमान को ठंडा होने दें।
  2. जिओलाइट कणों का आकार चयन
    नोट: यह एक समरूप फिल्म के निर्माण के लिए शुरू जिओलाइट सामग्री की एक और अधिक समान अनाज आकार के वितरण, आवश्यक उत्पन्न होगा। यह कदम भी बड़े अनाकार कणों, जो अक्सर औद्योगिक उत्पादन zeolites में मौजूद हैं हटा।
    1. वाणिज्यिक एलटीए (ना) के 10 ग्राम वजन और विआयनीकृत पानी का 1 एल में यह रोक देते हैं।
    2. 1 घंटे के लिए निलंबन Sonicate, सख्ती हाथ से निलंबन हर 10 मिनट मिलाते हुए।
    3. 30 मिनट के लिए एक Atterberg सिलेंडर (1 एल) में निलंबन डालो। छोटे से कम 10 माइक्रोन कणों के आकार मेंनिलंबन में रहते हैं, लेकिन बड़े कणों वेग।
    4. निलंबन छानना और एक Büchner कीप का उपयोग निस्पंदन द्वारा पाउडर ठीक हो। विआयनीकृत पानी से बरामद पाउडर धो तीन बार।
    5. हीट पाउडर कदम 1.1.2 में वर्णित के रूप में व्यवहार करते हैं।

2. Luminescent एलटीए (ना) -ag जिओलाइट कंपोजिट की तैयारी

  1. luminescent चांदी के संश्लेषण संदर्भ सामग्री के रूप में एलटीए जिओलाइट [एलटीए (ना) -ag] का आदान-प्रदान
    1. एक 250 मिलीलीटर उच्च घनत्व polypropylene (एचडीपीई) बोतल में विआयनीकृत पानी 200 मिलीलीटर में चांदी नाइट्रेट का 74.8 मिलीग्राम भंग।
    2. पूर्व इलाज एलटीए (ना) नमूने की 1 ग्राम वजन और चांदी नाइट्रेट समाधान में यह रोक देते हैं।
    3. एचडीपीई कुप्पी कमरे के तापमान पर एक अंत से अधिक प्रकार के बरतन अंत ओवन में रात भर आंदोलन छोड़ दें।
    4. निलंबन एक Büchner कीप का उपयोग कर फ़िल्टर और जिओलाइट पाउडर विआयनीकृत पानी के साथ 3 बार धोएं।
    5. 45 पर एक ओढ़ना ओवन में बरामद पाउडर गर्मी0 डिग्री सेल्सियस, कदम 1.1.2 में वर्णित के रूप में एक ही प्रक्रिया का उपयोग कर।
    6. नमूना शांत हो जाओ और नियंत्रित आर्द्रता (98% सापेक्ष आर्द्रता) के साथ एक desiccator में जगह है। Desiccator अंदर एक संतृप्त पोटेशियम सल्फेट समाधान रखकर सापेक्ष आर्द्रता नियंत्रित करते हैं। 15
    7. नमूनों की उत्तेजना और उत्सर्जन स्पेक्ट्रा (तरंग दैर्ध्य अलग) को मापने के लिए एक spectrofluorometer के साथ ही उनके बाहरी मात्रा क्षमता का उपयोग कर।
      1. एक 1 मिमी पथ क्वार्ट्ज क्युवेट में नमूना रखकर दो आयामी उत्तेजना उत्सर्जन भूखंडों को मापने। उत्सर्जन स्पेक्ट्रा 800 एनएम 5 कदम और 0.1 सेकंड की एक ध्यान केन्द्रित करना समय का उपयोग कर एनएम उत्तेजना तरंगदैर्ध्य ऊपर 30 एनएम शुरू लीजिए।
      2. दीपक तीव्रता और कच्चे आंकड़ों के उत्सर्जन पथ की तरंग दैर्ध्य निर्भर पता लगाने के लिए साधन सॉफ्टवेयर का उपयोग कर सुधार लागू करें। इसके अतिरिक्त, दो आयामी भूखंडों में दूसरे क्रम चोटियों से बचने के लिए एक लंबे पास फिल्टर का उपयोग करें।
      3. क्वांटम effici प्रदर्शन करनाएक एकीकृत spectrofluorometer से जुड़ी क्षेत्र का उपयोग करके ency माप। 16 रिकार्ड 240 एनएम से दोनों जिओलाइट नमूना और Baso के लिए 600 एनएम 4 संदर्भ उत्तेजना तरंगदैर्ध्य के रूप में 260 एनएम का उपयोग कर, और फिर क्वांटम दक्षता साधन सॉफ्टवेयर का उपयोग कर की गणना करने के उत्सर्जन स्कैन।

3. Luminescent [एलटीए (ली) -ag] जिओलाइट कंपोजिट की तैयारी

  1. आंशिक रूप से आदान-प्रदान किया लिथियम एलटीए जिओलाइट के संश्लेषण [एलटीए (ली)]
    नोट: प्रक्रिया को आंशिक रूप से आदान-प्रदान किया एलटीए (ली) zeolites Yahiro और सहयोगियों द्वारा रिपोर्ट से अनुकूलित किया गया था के निर्माण के लिए पीछा किया 17।
    1. 2.5 एल विआयनीकृत पानी में 17.2 छ लिथियम नाइट्रेट भंग।
    2. एक 1 एल एचडीपीई फ्लास्क में लिथियम नाइट्रेट समाधान के 0.5 एल डालो।
    3. पूर्व इलाज एलटीए (ना) जिओलाइट के 3 ग्राम वजन और एचडीपीई लिथियम नाइट्रेट समाधान युक्त कुप्पी में यह रोक देते हैं।
    4. एक अंत ओ का उपयोग कर कुप्पी आंदोलनकमरे के तापमान पर रात भर देखें अंत प्रकार के बरतन ओवन।
    5. निलंबन एक Büchner कीप का उपयोग कर फ़िल्टर और बरामद पाउडर विआयनीकृत पानी के साथ 3 बार धोएं।
    6. लिथियम विनिमय प्रदर्शन
      1. एक 1 एल एचडीपीई निस्पंदन कदम (3.1.5) से बरामद पाउडर युक्त कुप्पी के लिए ताजा लिथियम नाइट्रेट समाधान (3.1.1) के 0.5 एल जोड़ें।
      2. दोहराएँ 3.1.4 और 3.1.5 कदम।
      3. दोहराएँ 3.1.6.1 और 3.1.6.2 एक और 4 बार दोहराएँ।
    7. जिओलाइट पाउडर ठीक है और यह 450 डिग्री सेल्सियस पर एक ओढ़ना ओवन में गर्मी रात भर में 80 डिग्री सेल्सियस और 110 डिग्री सेल्सियस पर 5 डिग्री सेल्सियस / 1 घंटा के अंतराल के साथ मिनट की एक तापमान रैंप का उपयोग कर।
  2. luminescent के संश्लेषण [एलटीए (ली) -ag] zeolites
    1. विआयनीकृत पानी एक 250 मिलीलीटर एचडीपीई बोतल का उपयोग कर 200 मिलीलीटर में 74.8 मिलीग्राम चांदी नाइट्रेट भंग।
    2. आंशिक रूप से आदान-प्रदान किया लिथियम एलटीए जिओलाइट [एलटीए (ली)] की 1 ग्राम वजन और चांदी नाइट्रेट समाधान (3.2.1) में उसे रोक देते हैं।
    3. एचडीपीई FL आंदोलनरात भर कमरे के तापमान पर एक अंत से अधिक प्रकार के बरतन अंत ओवन का उपयोग कर पूछते हैं।
    4. निलंबन एक Büchner कीप का उपयोग कर फ़िल्टर और बरामद जिओलाइट पाउडर विआयनीकृत पानी के साथ 3 बार धोएं।
    5. 450 डिग्री सेल्सियस पर एक ओढ़ना ओवन में पाउडर गर्मी के इलाज के लिए रात भर में 80 डिग्री सेल्सियस और 110 डिग्री सेल्सियस पर 5 डिग्री सेल्सियस / 1 घंटा के अंतराल के साथ मिनट की एक तापमान रैंप का उपयोग कर।
    6. एक desiccator (98% सापेक्ष आर्द्रता) के अंदर एक संतृप्त पोटेशियम सल्फेट युक्त समाधान का उपयोग कर नियंत्रित आर्द्रता की स्थिति के तहत नमूना शांत हो जाओ। 15
    7. प्रक्रिया कदम 2.1.7 में वर्णित निम्न नमूनों की उत्तेजना और उत्सर्जन स्पेक्ट्रा के साथ ही उनके बाहरी क्षमता मात्रा को मापने।
    8. अलग तापमान पर नमूने में पानी की मात्रा निर्धारित करने के लिए thermogravimetric विश्लेषण (TGA) प्रदर्शन करना। 1 संक्षेप में, एक प्लैटिनम नमूना धारक पर के रूप में तैयार नमूने के 30 से 50 मिलीग्राम जगह और TGA डिवाइस में लोड। उपाय 50 से वजन घटानेडिग्री सेल्सियस तक 600 डिग्री सेल्सियस एक नाइट्रोजन प्रवाह (90 मिलीग्राम / मिनट) के तहत 5 डिग्री सेल्सियस / मिनट की गर्मी दर का उपयोग।

आर्द्रता संवेदन अनुप्रयोगों के लिए एक एलटीए (ली) -ag / पॉलीएथिलएमीन (पी) कम्पोजिट जमा फिल्म का निर्माण 4.

नोट: बयान इस रिपोर्ट में इस्तेमाल प्रक्रिया संशोधित और संदर्भ 18 से अनुकूलित किया गया था।

  1. एलटीए (ली) -ag कोलाइडयन निलंबन की तैयारी।
    1. वाणिज्यिक 50% wt पी 100 मिलीलीटर विआयनीकृत पानी के साथ समाधान के 1 मिलीलीटर पतला।
    2. luminescent एलटीए (ली) -ag सामग्री के 250 मिलीग्राम वजन।
    3. जिओलाइट और पी समाधान के लिए एक 125 मिलीलीटर एचडीपीई की बोतल में एक साथ मिक्स और सख्ती निलंबन हिला।
    4. रात भर कमरे के तापमान पर एक 40 किलोहर्ट्ज़ sonicator स्नान में बोतल जगह, एक सजातीय निलंबन प्राप्त करने के लिए।
    5. एक स्प्रे बोतल में एलटीए (ली) -ag / पी निलंबन डालो।
  2. सेंसर prot के लिए एक क्वार्ट्ज थाली पर एक एलटीए (ली) -ag / पी फिल्म का बयानotype उत्पादन।
    1. विआयनीकृत पानी और एसीटोन के साथ यह लगातार rinsing, फिल्म बयान से पहले से एक क्वार्ट्ज प्लेट साफ करें। 1 घंटे के लिए 80 डिग्री सेल्सियस पर एक ओवन में साफ प्लेटें सूखी।
    2. एक तरफ स्प्रे कोट क्वार्ट्ज थाली, के बारे में 20 सेमी की दूरी से एल्यूमीनियम पन्नी की एक साफ चादर पर क्षैतिज क्वार्ट्ज प्लेट रखने और तीन बार (3 सेकंड हर बार) छिड़काव द्वारा। 30 मिनट के लिए 50 डिग्री सेल्सियस पर एक सुखाने ओवन के अंदर लेपित प्लेट रखें।
    3. दोहराएँ कदम एक और 4 बार 4.2.2 जब तक फिल्म एक समान है।
  3. जलयोजन / सेंसर प्रोटोटाइप के निर्जलीकरण।
    1. एक घर में हीटिंग / वैक्यूम सेल का नमूना डिब्बे में लिपटे क्वार्ट्ज थाली रखें। 5
    2. लेपित थाली के शीर्ष पर एक रबर की अंगूठी के साथ संयोजन में एक साफ क्वार्ट्ज थाली रखकर सेल का नमूना कक्ष बंद करो और के रूप में चित्रा 2 में दिखाया गया सेल एक Teflon डाट और शिकंजा का उपयोग कर सील।
    3. उच्च वैक्यूम लागू करें, हमेंक्रम में नीचे 10 -3 मिलीबार एक दबाव हैैं, सेल रात भर के लिए नमूना निर्जलीकरण।
    4. दिखने में एक यूवी लैंप का उपयोग करके जमा फिल्म का उत्सर्जन रंग परिवर्तन (दृश्य क्षेत्र में) की निगरानी।
    5. उत्सर्जन रंग परिवर्तन की निगरानी करने के लिए नमूना कक्ष खोलें, दृश्य क्षेत्र में, एक यूवी दीपक का उपयोग फिल्म के पुनर्जलीकरण पर।
    6. एलटीए (ली) -ag / पी फिल्म के उलटने का परीक्षण करने के लिए 4.3.5 चक्र कई कदम 4.3.2 से शुरू बार दोहराएँ।

Representative Results

एलटीए-एजी जिओलाइट के SEM micrographs कटियन विनिमय और गर्मी उपचार कदम के बाद दर्ज किए गए। इसके बाद photoluminescence दो आयामी (2 डी) / उत्तेजना उत्सर्जन भूखंडों दोनों हाइड्रेटेड एलटीए (ना) -ag और एलटीए (ली) -ag zeolites (चित्रा 1) के लिए मापा गया। पर एजी zeolites विमर्श उनकी रासायनिक संरचना का निर्धारण करने के मौलिक विश्लेषण एक्सपीएस द्वारा किया गया था। विश्लेषण से पता चलता है कि एलटीए (ना) और एलटीए (ली) zeolites पर चांदी विनिमय 19.6 भार% और 21.5% wt क्रमश: एक रजत वजन प्रतिशत के साथ बहुत करीब है। वजन प्रतिशत में अंतर ली परमाणुओं के निचले परमाणु वजन के लिए जिम्मेदार माना जा सकता है। इसके अलावा मौलिक विश्लेषण भी पता चला है कि ली ना विनिमय के बाद के 33% की जगह है। कटियन विनिमय और बाद गर्मी उपचार कदम नमूने पर प्रदर्शन के रूप में SEM के द्वारा प्रदर्शन किया, एलटीए क्रिस्टल की संरचना को प्रभावित करने के लिए नहीं लगती। इसके अलावा, बड़े चांदी के गठन nजिओलाइट क्रिस्टल की सतह पर anoparticles कल्पना नहीं की गई थी। luminescent गुण काफी हद तक उनकी हाइड्रेटेड राज्य में दोनों एलटीए (ली) -ag और एलटीए (ना) -ag नमूनों के बीच मतभेद है। एक काउंटर संतुलन केशन के रूप में जिओलाइट ढांचे में लिथियम को शामिल करके, उत्तेजना अधिकतम में एक नीले रंग की पारी, 370 एनएम से 260 एनएम के लिए होता है एलटीए (ना) -ag और एलटीए (ली) -ag के लिए, क्रमशः। इसके विपरीत उत्सर्जन अधिकतम प्रणाली में ली जोड़कर 550 565 एनएम से एक छोटे लाल बदलाव आए। इन नमूनों के बीच सबसे बड़ा अंतर उनके बाहरी मात्रा क्षमता (EQE) में मनाया जाता है। एलटीए (ना) -ag zeolites, अपनी उत्तेजना अधिकतम (370 एनएम) के बारे में 4% की EQE के अधिकारी हैं, जबकि एलटीए के लिए EQE (ली) -ag zeolites (जब 260 एनएम पर उत्साहित) 62% तक पहुँचता है। यह 254 एनएम यूवी रोशनी के तहत एक चमकीले पीले Emitting पाउडर में यह परिणाम है।

एलटीए (ली) -ag नमूने की luminescent गुण भी की पानी की मात्रा पर निर्भर कर रहे हैंप्रणाली। इस TGA और तापमान निर्भर luminescence प्रयोगों के संयोजन के द्वारा दिखाया गया था, TGA जिओलाइट के जलयोजन स्तर पर तापमान संबद्ध। इसके अतिरिक्त, तापमान परोक्ष रूप से उत्सर्जन रंग एक घर में हीटिंग सेल (चित्रा 2) का उपयोग करके एलटीए (ली) -ag नमूना द्वारा प्रदर्शित करने के लिए संबंधित था। उत्सर्जन रंग नीला, जब एलटीए से पानी निकालने (ली) -ag व्यवस्था करने के लिए हरे रंग के ऊपर पीले रंग से पाली। EQE तेजी से 21% (निर्जलित राज्य) के लिए 62% (हाइड्रेटेड राज्य) से चला जाता है।

एलटीए (ली) -ag का पानी संवेदनशील व्यवहार के कारण, इस सामग्री को एक पी समाधान में पाउडर निलंबित द्वारा एक luminescence आधारित आर्द्रता संवेदक प्रोटोटाइप के निर्माण और बाद में एक क्वार्ट्ज थाली पर कोटिंग समग्र स्प्रे करने के लिए इस्तेमाल किया गया था। चित्र स्प्रे लेपित एलटीए (ली) -ag / पी फिल्म की और SEM micrographs (दिन के उजाले और यूवी रोशनी के तहत) में 3 चित्र में प्रदर्शित कर रहे हैं। हम उसी से मनाया कि एनजी यह कोटिंग प्रक्रिया, luminescence के मामले में बहुलक जिओलाइट समग्र की एक अपेक्षाकृत समरूप परत प्राप्त हुई थी। SEM माइक्रोग्राफ पता चलता है कि जिओलाइट क्रिस्टल कोटिंग प्रक्रिया से बदल नहीं कर रहे हैं। एक घर में हीटिंग / वैक्यूम सेल यह था का उपयोग करके भी दिखा दिया कि बहुलक जिओलाइट फिल्म पानी उत्तरदायी गुण है जो पाउडर के रूप में जिओलाइट में मनाया गया बरकरार रखती है।

आकृति 1
चित्रा 1:। SEM चित्रों और चांदी की luminescent गुण एलटीए zeolites SEM micrographs और एलटीए (ना) -ag (क, ख) और एलटीए (ली) -ag (ग, घ) के 2 डी उत्तेजना उत्सर्जन भूखंडों विमर्श किया। 2 डी उत्तेजना उत्सर्जन भूखंडों में insets अलग उत्तेजना तरंग दैर्ध्य (254, 300, 366 और 450 एनएम) के तहत नमूने के नकली उत्सर्जन रंग प्रदर्शित करते हैं। oad / 54674 / 54674fig1large.jpg "लक्ष्य =" _blank "> यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

चित्र 2
चित्रा 2: एलटीए (ली) -ag की luminescent गुणों पर हाइड्रेशन के स्तर का प्रभाव। ।। एक) घर में हीटिंग / वैक्यूम इस अध्ययन ख) TGA साजिश एलटीए (ली) के एलटीए (ली) -ag नमूना ग) सामान्यीकृत उत्सर्जन स्पेक्ट्रा (260 एनएम उत्तेजना पर) के लिए में कार्यरत सेल की योजनाबद्ध प्रतिनिधित्व - एजी नमूना अलग तापमान पर मापा जाता है। घ) योजना के पानी की सामग्री के लिए सम्मान के साथ वास्तविक नमूने के उत्सर्जन का रंग बदलने प्रदर्शित। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

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चित्रा 3: Luminescent नमी एक एलटीए (ली) -ag / पी समग्र पर आधारित सेंसर। क) दिन के उजाले रोशनी के तहत लेपित प्लेट की तस्वीरें। (ख, ग) 254 एनएम यूवी प्रकाश विकिरण के तहत निर्जलित और हाइड्रेटेड लेपित थाली, क्रमशः। घ) एलटीए (ली के वितरण क्वार्ट्ज सतह पर -ag क्रिस्टल दिखा) जमा फिल्म के SEM माइक्रोग्राफ के चित्र। इनसेट मूल SEM माइक्रोग्राफ। ई) हाइड्रेटेड और निर्जलित पी / एलटीए (ली) -ag जिओलाइट समग्र, के उत्सर्जन Maxima 10 हाइड्रेशन के दौरान / निर्जलीकरण के रूप में उत्तेजना तरंगदैर्ध्य। एफ 260 एनएम का उपयोग चक्र) के एक चयनित क्षेत्र की वृद्धि को प्रदर्शित करता है प्लॉट पी / एलटीए (ली) 10 हाइड्रेशन / निर्जलीकरण चक्र के बाद -ag जिओलाइट समग्र उत्सर्जन Maxima प्रोफाइल व्यवहार प्रदर्शित। vi के लिए यहां क्लिक करेंयह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण ईडब्ल्यू।

Materials

Name Company Catalog Number Comments
LTA(Na) zeolite UOP Molsiv adsorbent 4A
Silver nitrate Sigma Aldrich 209139 ≥99.0%
Lithium nitrate Sigma Aldrich 62574 ≥99.0%, calc. on dry substances
Polyethyleneimine solution Sigma Aldrich 3880 ~50% H2O
Scanning electron microscope (SEM) JEOL JSM-6010LV
Thermogravimetric analyzer TA instruments Q500
Spectrofluorimeter Edinburgh instruments FLS980-s
Integrating sphere Labsphere 4P-GPS-033-SL

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References

  1. De Cremer, G., et al. Characterization of Fluorescence in Heat-Treated Silver-Exchanged Zeolites. J. Am. Chem. Soc. 131, 3049-3056 (2009).
  2. De Cremer, G., et al. Optical Encoding of Silver Zeolite Microcarriers. Adv. Mater. 22, 957-960 (2010).
  3. Coutino-Gonzalez, E., et al. X-ray Irradiation-Induced Formation of Luminescent Silver Clusters in Nanoporous Matrices. Chem. Commun. 50, 1350-1352 (2014).
  4. De Cremer, G., et al. In Situ Observation of the Emission Characteristics of Zeolite-Hosted Silver Species During Heat Treatment. ChemPhysChem. 11, 1627-1631 (2010).
  5. Coutino-Gonzalez, E., et al. Thermally Activated LTA(Li)-Ag Zeolites with Water-Responsive Photoluminescence Properties. J. Mater. Chem. C. 3, 11857-11867 (2015).
  6. Seifert, R., Kunzmann, A., Calzaferri, G. The Yellow Color of Silver-Containing Zeolite. A. Angew. Chem. Int. Ed. 37, 1522-1524 (1998).
  7. Seifert, R., Calzaferri, G. Colors of Ag+-Exchanged Zeolite A. J. Phys. Chem. A. 104, 7473-7483 (2000).
  8. Sazama, P., Jirglova, H., Dedecek, J. Ag-ZSM-5 Zeolite as High-Temperature Water-Vapor Sensor Material. Mat. Lett. 62, 4239-4241 (2008).
  9. Zheng, Y., Li, X., Dutta, P. K. Exploitation of Unique Properties of Zeolites in the Development of Gas Sensors. Sensors. 12, 5170-5194 (2012).
  10. Sun, T., Seff, K. Silver Clusters and Chemistry in Zeolites. Chem. Rev. 94, 857-870 (1994).
  11. Yu, Y., Ma, J. P., Dong, Y. B. Luminescent Humidity Sensors Based on Porous Ln3+-MOFs. Cryst. Eng. Comm. 14, 7157-7160 (2012).
  12. Qi, H., Mader, E., Liu, J. Unique Water Sensors Based on . Sensor. Actuat. B-Chem. 185, 225-230 (2013).
  13. Basabe-Desmonts, L., Reinhoudt, D. N., Crego-Calama, M. Design of Fluorescent Materials for Chemical Sensing. Chem. Soc. Rev. 36, 993-1017 (2007).
  14. Yamazoe, N., Shimzu, Y. Humidity Sensors - Principles and Applications. Sensor. Actuator. 10, 379-398 (1986).
  15. International Organization of Legal Metrology. The Scale of Relative Humidity of Air Certified Against Saturated Salt Solutions. 1st, Paris. (1996).
  16. Coutino-Gonzalez, E., et al. Determination and Optimization of the Luminescent External Quantum Efficiency of Silver-Clusters Zeolite Composites. J. Phys. Chem. C. 117, 6998-7004 (2013).
  17. Yahiro, H., et al. EPR Study on NO Introduced into Lithium Ion-Exchanged LTA Zeolites. Phys. Chem. Chem. Phys. 4, 4255-4259 (2002).
  18. Shelyakina, M. K., et al. Study of Zeolite Influence on Analytical Characteristics of Urea Biosensor Based on Ion-Selective Field-Effect Transistors. Nanoscale Res. Lett. 9, 124 (2014).
Luminescence आधारित आर्द्रता सेंसर के रूप में Nanostructured एजी-जिओलाइट कंपोजिट
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Coutino-Gonzalez, E., Baekelant, W., Dieu, B., Roeffaers, M. B. J., Hofkens, J. Nanostructured Ag-zeolite Composites as Luminescence-based Humidity Sensors. J. Vis. Exp. (117), e54674, doi:10.3791/54674 (2016).More

Coutino-Gonzalez, E., Baekelant, W., Dieu, B., Roeffaers, M. B. J., Hofkens, J. Nanostructured Ag-zeolite Composites as Luminescence-based Humidity Sensors. J. Vis. Exp. (117), e54674, doi:10.3791/54674 (2016).

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