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Facile synthesis of La2O2CO3 nanoparticle films and Its CO2 sensing properties and mechanisms

机译：La2O2CO3纳米颗粒膜的简便合成及其对CO2的感应特性和机理

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In this paper, we presented a simple method to fabricate size-controlled La2O2CO3 nanoparticle by annealing La(OH)(3) nanocrystallines in air atmosphere. The microstructures of the samples were analyzed by high resolution transmission electron microscope (HRTEM), X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscope (SEM). TEM images indicate that the La(OH)(3) precursors consists of uniform ellipsoids with width of 9-15 nm and length of 15-30 nm and La2O2CO3 are spheroidal particles with size of 12-25 nm. XRD patterns indicate that La(OH)(3) nanocrystallines are hexagonal phase and transform to monoclinic La2O2CO3 after annealing. And then, La2O2CO3 nanoparticle is printed on an interdigital electrode as a sensing material for CO2 detection. La2O2CO3 sensor exhibits good cycle stability performance and fast response and recovery (53 s and 120 s) over the wide range of 300-5000 ppm CO2 in air condition. In addition, we also investigate the effect of oxygen concentration in the background atmosphere on CO2 response of La2O2CO3 sensor. The CO2 sensing mechanisms for La2O2CO3 sensor can be attributed to the interaction of CO2 with oxygen species on La2O2CO3 surface including chemisorption, surface reaction and desorption process, which also can be used to explain other metal oxide based CO2 gas sensor. (C) 2017 Elsevier B.V. All rights reserved.
机译：在本文中，我们提出了一种通过在大气中对La（OH）（3）纳米晶体进行退火来制造尺寸受控的La2O2CO3纳米颗粒的简单方法。通过高分辨率透射电子显微镜（HRTEM），X射线衍射（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）分析样品的微观结构。 TEM图像表明，La（OH）（3）前体由宽度为9-15 nm，长度为15-30 nm的均匀椭球组成，La2O2CO3是尺寸为12-25 nm的球形颗粒。 XRD图谱表明La（OH）（3）纳米晶体为六方相，退火后转变为单斜晶La2O2CO3。然后，将La2O2CO3纳米颗粒印刷在叉指电极上，作为用于检测CO2的传感材料。 La2O2CO3传感器在300-5000 ppm CO2的大范围空气条件下，都具有良好的循环稳定性能和快速响应和恢复（53 s和120 s）。此外，我们还研究了背景大气中氧气浓度对La2O2CO3传感器的CO2响应的影响。 La2O2CO3传感器的CO2感应机制可归因于CO2与La2O2CO3表面上的氧物种的相互作用，包括化学吸附，表面反应和解吸过程，这也可用于解释其他基于金属氧化物的CO2气体传感器。 （C）2017 Elsevier B.V.保留所有权利。

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