Il gruppo del Prof. Huang Qing dell'Hefei Institutes of Physical Science (HFIPS) ha sviluppato un sensore di gas per spettroscopia Raman (SERS) con superficie potenziata per rilevare l'aldeide con elevata sensibilità e selettività, che ha fornito un nuovo metodo di rilevamento per studiare l'adsorbimento di molecole di gas su materiali porosi. I relativi risultati della ricerca sono stati pubblicati in Chimica analitica .

La tecnologia di adsorbimento è una delle principali tecnologie per il trattamento dei composti organici volatili (VOC). Negli anni passati, le strutture metallo-organiche (MOF) hanno suscitato grande interesse per la loro eccezionale proprietà di adsorbimento. Strettamente correlato ai MOF, idrossidi a doppio strato (LDH), noti anche come sistemi idrotalcite-simili o argille anioniche, hanno ricevuto un'attenzione speciale per le loro proprietà di adsorbimento migliorate a causa della maggiore porosità e affinità chimica in più siti attivi.

In questo studio, nanocubi d'argento (AgNC) e nanomateriali compositi Co-Ni LDH sono stati preparati con il metodo del sacrificio del modello, e modificato con 4-amminofenolo (4-ATP) sia per le funzioni di intrappolamento che di sonda. Sulla base del materiale composito come preparato, i ricercatori hanno costruito un sensore di gas ad alta efficienza per il rilevamento selettivo del gas aldeidico.

"Questo sensore SERS ha una sensibilità ultraelevata per il gas aldeidico, " ha detto XU Di, il primo autore di questo articolo, "ne abbiamo verificato l'esattezza, ripetibilità e selettività nell'esperimento."

In combinazione con il metodo di analisi dei componenti principali, hanno identificato e analizzato con successo lo spettro SERS simile di gas aldeidi con il sensore, indicando il valore dell'applicazione.

Hanno studiato ulteriormente la cinetica di adsorbimento e il processo termodinamico delle molecole di benzaldeide su Co-Ni LDH con il sensore. Il processo di adsorbimento cinetico potrebbe essere adattato meglio dalla cinetica di pseudo-primo ordine con un coefficiente di correlazione più elevato rispetto a un modello di pseudo-secondo ordine. L'adsorbimento isotermico si adatta al modello isotermico di Langmuir, e la sua costante di adsorbimento è 6,25 × 10 ⁶ l/mol, indicando che i siti di adsorbimento dei compositi erano omogenei e dominati dal chemisorbimento monostrato.

Questo studio ha stabilito un nuovo metodo di misurazione per sondare il processo di adsorbimento con un consumo estremamente basso sia di adsorbati che di adsorbenti, ma può anche gettare le basi per la costruzione di sensori SERS rapidi e ultrasensibili per sondare i VOC in futuro.