Nghiên cứu chế tạo ô xít kim loại zn2sno4 nhằm ứng dụng cho cảm biến hơi hợp chất hữu cơ

LỜI CAM ĐOAN Tác giả xin cam đoan nội dung luận án cơng trình nghiên cứu riêng tác giả hướng dẫn TS Chử Mạnh Hưng, GS TS Nguyễn Đức Hòa Các số liệu kết luận án hoàn toàn trung thực chưa tác giả khác công bố Hà Nội, ngày…… tháng……năm 2021 Giáo viên hướng dẫn Tác giả TS Chử Mạnh Hưng Nguyễn Hồng Hanh GS TS Nguyễn Đức Hòa i MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT vi DANH MỤC BẢNG BIỂU vii DANH MỤC HÌNH ẢNH viii GIỚI THIỆU CHUNG 1 Lý chọn đề tài Mục tiêu nghiên cứu Đối tượng phạm vi nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu 5 Ý nghĩa đề tài 6 Tính đề tài Cấu trúc luận án CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan cảm biến khí VOCs 1.1.1 Các hợp chất hữu dễ bay (VOCs) mối liên hệ với bệnh thường gặp 1.1.2 Kỹ thuật phân tích thở 13 1.1.3 Các loại vật liệu nhạy khí VOCs ứng dụng để chế tạo cảm biến 16 1.2 Cảm biến khí VOCs sử dụng ô xít kim loại bán dẫn 18 1.3 Tình hình nghiên cứu cảm biến khí VOCs dựa vật liệu xít kim loại bán dẫn 19 1.4 Cơ chế nhạy khí vật liệu xít kim loại bán dẫn với khí VOCs 30 1.4.1 Đối với xít bán dẫn loại n 33 1.4.2 Đối với xít bán dẫn loại p 36 1.4.3 Cơ chế nhạy khí cảm biến xít kim loại bán dẫn sử dụng phương pháp biến tính bề mặt kim loại 38 1.5 Vật liệu xít kim loại bán dẫn Zn2SnO4 43 iii 1.5.1 Cấu trúc tinh thể vật liệu Zn2SnO4 44 1.5.2 Tính chất điện vật liệu Zn2SnO4 44 1.5.3 Phương pháp chế tạo vật liệu Zn2SnO4 46 1.5.4 Tình hình nghiên cứu sử dụng vật liệu Zn2SnO4 cảm biến khí 48 1.6 Kết luận chương 51 CHƯƠNG THỰC NGHIỆM 52 2.1 Chế tạo vật liệu Zn2SnO4 với hình thái khác phương pháp thủy nhiệt quy trình chế tạo cảm biến dựa vật liệu Zn2SnO4 52 2.1.1 Thiết bị hóa chất để chế tạo Zn2SnO4 52 2.1.2 Quy trình chế tạo Zn2SnO4 có hình thái khác phương pháp thủy nhiệt 53 2.1.3 Hình thái điện cực cảm biến 56 2.1.4 Quy trình chế tạo cảm biến dựa vật liệu Zn 2SnO4 56 2.2 Quy trình biến tính hạt nano Platin lên bề mặt Zn2SnO4 phương pháp nhỏ trực tiếp chế tạo cảm biến 57 2.2.1 Quy trình chế tạo hạt nano Platin phương pháp polyol 57 2.2.2 Quy trình biến tính hạt nano Platin lên bề mặt Zn2SnO4 quy trình chế tạo cảm biến dựa vật liệu biến tính 58 2.3 Kỹ thuật phân tích hình thái vi cấu trúc 59 2.4 Khảo sát tính chất nhạy khí cảm biến 60 2.4.1 Phương pháp đo tĩnh 60 2.4.2 Sơ đồ đo điện cảm biến 61 2.4.3 Hệ đo tính chất nhạy khí cảm biến 61 2.5 Kết luận chương 63 CHƯƠNG HÌNH THÁI, VI CẤU TRÚC VÀ TÍNH CHẤT NHẠY KHÍ CỦA VẬT LIỆU Zn2SnO4 TỔNG HỢP BẰNG PHƯƠNG PHÁP THỦY NHIỆT 64 3.1 Các hình thái, vi cấu trúc, tính chất vật liệu Zn2SnO4 65 3.1.1 Các hình thái vật liệu Zn2SnO4 65 3.1.2 Vi cấu trúc tính chất vật liệu Zn2SnO4 71 iv 3.2 Khảo sát tính chất nhạy khí VOCs cảm biến sở vật liệu Zn2SnO4 có cấu trúc hình thái khác 76 3.2.1 Khảo sát đặc trưng nhạy khí cảm biến với khí acetone 78 3.2.2 Khảo sát đặc trưng nhạy khí cảm biến với khí ethanol .84 3.2.3 Khảo sát đặc trưng nhạy khí cảm biến với khí methanol 86 3.3 Kết luận chương 95 CHƯƠNG NGHIÊN CỨU BIẾN TÍNH BỀ MẶT VẬT LIỆU Zn 2SnO4 BẰNG HẠT NANO Pt NHẰM CẢI THIỆN KHẢ NĂNG NHẠY KHÍ ACETONE CHO CẢM BIẾN 97 4.1 Hình thái, vi cấu trúc hạt Platin 98 4.2 So sánh tính chất nhạy acetone cảm biến bát diện rỗng bề mặt dạng hạt cảm biến bát diện rỗng bề mặt dạng 100 4.3 Hình thái, vi cấu trúc vật liệu Zn2SnO4 trước sau biến tính bề mặt hạt Pt 103 4.4 Khảo sát tính chất nhạy khí 108 4.5 Kết luận chương 123 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ CỦA LUẬN ÁN 124 DANH MỤC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ CỦA LUẬN ÁN 126 TÀI LIỆU THAM KHẢO 128 v GIỚI THIỆU CHUNG Lý chọn đề tài Cảm biến khí nói chung cảm biến nhạy hợp chất hữu nói riêng đóng vai trị quan trọng việc quan trắc đo mức độ ô nhiễm môi trường Gần đây, có số nghiên cứu chứng tỏ có liên quan thành phần khí có thở người với số bệnh như: bệnh dày, tiểu đường bệnh liên quan đến hô hấp [1] Điều mở hướng nghiên cứu định hướng ứng dụng cảm biến khí chuẩn đốn bệnh Bệnh tiểu đường bệnh mãn tính, khơng phát kịp thời gây biến chứng nguy hiểm [2] Tại Việt Nam, năm gần số ca mắc bệnh đái tháo đường ngày gia tăng có đến 70 % số người mắc bệnh đái tháo đường khơng biết mắc bệnh Hiện việc chuẩn đoán bệnh phải dựa kết xét nghiệm máu Điều bất tiện tốn thời gian gây đau đớn cho người bệnh Gần đây, số phương pháp chuẩn đoán bệnh cảm biến phân tích nước bọt đặc biệt phân tích thở bệnh nhân nghiên cứu cho tín hiệu khả quan [2], [3] Bằng cách sử dụng cảm biến khí có độ nhạy cao để phân tích thở, bệnh tiểu đường chẩn đốn dễ dàng nồng độ acetone thở bệnh nhân tiểu đường thường cao 1,8 ppm [3] Do đó, acetone thở sử dụng dấu hiệu sinh học để chuẩn đốn thành cơng bệnh tiểu đường (loại bệnh tiểu đường phổ biến nay) Tuy nhiên, ứng dụng thực tế, cảm biến khí acetone phải có độ nhạy cao giới hạn phát thấp (dưới mức ppm) Ngoài ra, việc nghiên cứu chế tạo cảm biến nhạy khí thời kỳ cơng nghiệp 4.0 u cầu cảm biến có độ nhạy khí cao, thời gian phản ứng hồi phục nhanh, tính chọn lọc tốt để xác định xác nồng độ khí hữu dễ bay (VOCs) thở người Cho đến nay, nghiên cứu chế tạo, khảo sát tính chất khả ứng dụng vật liệu nano xít kim loại thu hút quan tâm nghiên cứu rộng rãi toàn giới [4] Các cấu trúc nano khác xít kim loại bán dẫn nghiên cứu để cải thiện đặc tính cảm biến khí VOCs dây nano [5], [6], nano [7], nano [8], hoa nano [9], ống nano [10], sợi nano [11] hạt nano [12] Kim loại xít biến tính, chẳng hạn SnO2, ZnO, TiO2, In2O3, Fe2O3, WO3, CuO NiO, nghiên cứu làm vật liệu cảm biến để phát khí độc hợp chất VOCs khác cảm biến bán dẫn [13], [14] Tuy nhiên, xít có hạn chế độ nhạy thấp, tính chọn lọc khơng ổn định nồng độ thấp [15] Bên cạnh đó, để ứng dụng phân tích thở, cảm biến khí VOCs cần có giới hạn phát thấp, hiệu suất cao nồng độ VOCs thở thường thấp, dao động từ phần nghìn tỷ (ppt) đến phần triệu (ppm) Gần đây, việc sử dụng xít đa nguyên làm vật liệu nhạy khí thu hút quan tâm nghiên cứu, xít có nhiều ưu điểm tính trơ mặt hóa học, ổn định nhiệt [16], [17] Trong số xít đa ngun, Zn2SnO4 xít bậc ba bán dẫn loại n điển hình với đặc tính như: độ linh động điện tử cao, ổn định nhiệt tốt, phù hợp cho ứng dụng cảm biến khí [18], [19] Để ứng dụng kỹ thuật phân tích thở, cảm biến khí phải có giới hạn phát khí nồng độ thấp (tới mức ppb) Do đó, đặt yêu cầu cần phải nghiên cứu, chế tạo cấu trúc nano Zn 2SnO4 với hình thái nhằm cải thiện tốc độ phản ứng, độ chọn lọc độ ổn định cảm biến khí So với cấu trúc hạt đặc, vật liệu cấu trúc xốp rỗng [20] có diện tích riêng bề mặt lớn khuếch tán nhanh hơn, giúp nâng cao hiệu suất nhạy khí Nhiều phương pháp sử dụng để chế tạo vật liệu Zn 2SnO4 bao gồm: phương pháp thủy nhiệt [20], [21], đồng kết tủa [22], sol-gel [23], bốc bay nhiệt [18], [24] Trong phương pháp kể trên, phương pháp thủy nhiệt có số ưu điểm chế tạo đơn giản chi phí thấp, tổng hợp cấu trúc Zn2SnO4 rỗng [25] Hơn nữa, cách biến tính bề mặt cấu trúc nano hạt nano kim loại q có tính xúc tác cao như: Au, Ag, Pd, Pt, v.v tăng độ đáp ứng, tăng độ nhạy, tăng tính chọn lọc giảm nhiệt độ làm việc cảm biến khí [26], [27] Tại Việt Nam, việc phát triển vật liệu nano ứng dụng cho cảm biến khí chủ đề nghiên cứu mang tính thời nóng hổi, thu hút quan tâm nhiều nhà khoa học Cụ thể, PGS.TS Chu Văn Tuấn công Trường Đại học Sư phạm Công nghệ Hưng Yên chế tạo vật liệu polyme polypyrrole nhằm ứng dụng cho cảm biến khí NH [28] Nhóm nghiên cứu GS.TS Nguyễn Đức Chiến PGS.TS Đặng Đức Vượng Viện Vật lý Kỹ thuật - ĐHBKHN hướng tới mục tiêu tổng hợp ô xít Fe2O3, NiO, WO3, SnO3, để ứng dụng cảm biến khí độc [29] GS.TS Nguyễn Văn Hiếu cộng (Đại học Phenikaa) tập trung vào cảm biến khí độc sử dụng vật liệu xít kim loại chiều PGS.TS Hoàng Sĩ Hồng (ĐH Bách Khoa Hà Nội) phát triển cảm biến khí dựa chế sóng âm bề mặt (SAW) sử dụng vật liệu nano khác làm lớp nhạy khí để phát độ ẩm [30] PGS.TS Nguyễn Đức Cường cộng Đại học Huế sử dụng phương pháp hóa ướt để chế tạo vật liệu xít kim loại khác như: Fe 2O3, NiO, Co3O4 ứng dụng cảm biến khí độc [31] TS Hồ Trường Giang cộng Viện Hàn lâm KHCNVN phát triển cảm biến điện hóa sử dụng vật liệu nhạy khí perovskite để phát khí độc [32] Ngồi cảm biến phát khí độc, số nhóm bước đầu nghiên cứu tính chất nhạy khí VOCs vật liệu cảm biến PGS.TS Nguyễn Văn Quy cộng tổng hợp vật liệu nano phức hợp Fe2O3/SiO2 dùng cho cảm biến khí VOCs nhiệt độ phịng dựa cân vi tinh thể thạch anh [33] Trong báo cáo này, cảm biến chế tạo thử nghiệm với nồng độ ethanol, isopropanol acetone thấp 90, 60 200 ppm Giới hạn phát nồng độ khí cao cảm biến khơng có khả ứng dụng việc phân tích hợp chất hữu thở người Nhóm nghiên cứu PGS.TS Nguyễn Minh Vương cộng Đại học Quy Nhơn [34], [35], [36] tổng hợp cấu trúc phân cấp ZnO biến tính hạt nano Au, Pt, Ni dùng cho cảm biến khí VOCs nhiệt độ thấp Tuy nhiên phương pháp chế tạo vật liệu ZnO phức tạp, phải trải qua nhiều bước (công đoạn) khác kết hợp phương pháp phun tĩnh điện phương pháp thủy nhiệt Cảm biến ZnO biến tính Ni cho khả nhạy acetone nồng độ cao (đến 18000 ppm) 280 °C [36] Nồng độ acetone cao khơng phù hợp cho ứng dụng phân tích hợp chất hữu thở Về tổng quan tài liệu trên, nhận thấy hầu hết nghiên cứu nước tập trung vào cảm biến khí độc số nhóm bước đầu nghiên cứu cảm biến nhạy khí VOCs, nhiên nồng độ nhạy khí VOCs cảm biến cịn cao chưa phù hợp cho ứng dụng phân tích hợp chất hữu thở người Từ phân tích thấy hướng nghiên cứu cảm biến hợp chất hữu VOCs định hướng chuẩn đoán bệnh qua thở cần thiết Cảm biến cần phải có độ nhạy cao giới hạn phát khí VOCs thấp (dưới mức ppm) Để tăng cường khả nhạy khí VOCs cho cảm biến, vật liệu nhạy khí phải có cấu trúc xốp, rỗng nhằm tăng diện tích riêng bề mặt, tăng bề mặt nhạy khí đồng thời cần chức hóa bề mặt vật liệu nhạy khí với kim loại q Chính mục tiêu này, tác giả tập thể hướng dẫn lựa chọn đề tài: Nghiên cứu chế tạo xít kim loại Zn 2SnO4 nhằm ứng dụng cho cảm biến hợp chất hữu Mục tiêu nghiên cứu Các mục tiêu tập trung giải luận án: (1) Tổng hợp thành công số cấu trúc nano vật liệu xít kim loại bán dẫn Zn2SnO4 với hình thái khác phương pháp thủy nhiệt sở thay đổi điều kiện chế tạo khác như: nhiệt độ thủy nhiệt, độ pH, thay đổi khối lượng chất hoạt động bề mặt (2) Chế tạo loại cảm biến sở vật liệu nhạy khí Zn2SnO4 với cấu trúc hình thái học khác (dạng hạt nano, dạng khối lập phương rỗng, dạng khối bát diện rỗng với bề mặt dạng hạt bát diện rỗng với bề mặt dạng tấm) Khảo sát so sánh tính chất nhạy khí loại cảm biến loại khí VOCs acetone, ethanol, methanol; từ kết đưa hướng lựa chọn cấu trúc hình thái để chế tạo cảm biến khí có độ đáp ứng cao, độ nhạy độ chọn lọc cao đặt biệt với khí acetone (3) Biến tính thành cơng hạt nano Pt bề mặt vật liệu bán dẫn Zn 2SnO4 phương pháp nhỏ trực tiếp, khảo sát tính chất nhạy khí cảm biến sở vật liệu nano Zn2SnO4 biến tính hạt Pt khí acetone, từ phát triển cảm biến acetone độ nhạy cao ứng dụng chuẩn đoán bệnh tiểu đường Đối tượng phạm vi nghiên cứu Nội dung : Nghiên cứu chế tạo khảo sát tính chất hình thái vật liệu bán dẫn Zn2SnO4 phương pháp thủy nhiệt ➢ Nghiên cứu chế tạo vật liệu Zn2SnO4 phương pháp thủy nhiệt ➢ Thay đổi điều kiện chế tạo, chất hoạt động bề mặt để tạo hình thái khác nhau: hạt, khối lập phương rỗng bát diện rỗng; khảo sát tính chất vật liệu Zn2SnO4 hình thái thu Nội dung : Nghiên cứu chế tạo cảm biến khảo sát tính chất nhạy khí VOCs số hình thái điển hình vật liệu Zn2SnO4 thu ➢ Lựa chọn số hình thái vật liệu Zn2SnO4 điển hình để chế tạo cảm biến ➢ Nghiên cứu, khảo sát tính chất nhạy khí VOCs cảm biến chế tạo dựa hình thái vật liệu Zn2SnO4 thu Nội dung : Nghiên cứu biến tính bề mặt vật liệu Zn2SnO4 hạt nano Pt nhằm cải thiện khả nhạy acetone cho cảm biến ➢ Nghiên cứu, chế tạo hạt nano Pt phương pháp khử hóa học ➢ Nghiên cứu biến tính hạt Pt lên bề mặt khối bát diện rỗng Zn2SnO4 ➢ Khảo sát ảnh hưởng nồng độ biến tính hạt Pt lên tính chất nhạy khí acetone khối bát diện rỗng Zn2SnO4 ➢ Lựa chọn nồng độ biến tính hạt Pt phù hợp với khối bát diện rỗng Zn2SnO4 để chế tạo cảm biến nhạy acetone nhằm ứng dụng chuẩn đoán bệnh tiểu đường Phương pháp nghiên cứu Luận án thực dựa sở kết nghiên cứu thực nghiệm hệ thống cơng trình nghiên cứu cơng bố Cụ thể, vật liệu Zn2SnO4 tổng hợp phương pháp thủy nhiệt Các tính chất hình thái cấu trúc vật liệu phân tích kính hiển vi điện tử quét (SEM), kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM), giản đồ nhiễu xạ tia X (XRD), Phổ tán sắc lượng tia X (EDX), tán xạ Raman, phổ quang điện tử tia X (XPS), diện tích bề mặt riêng (BET) Các đặc tính điện vật liệu phân tích phương pháp đo đặc trưng I-V Đặc tính cảm nhận khí cảm biến dựa vật liệu Zn2SnO4 nghiên cứu kỹ thuật đo tĩnh đặc tính cảm biến khí Nhóm cảm biến khí (iSensor.vn) Viện Đào tạo Quốc tế Khoa học vật liệu (Viện ITIMS), Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội - Ý nghĩa đề tài Luận án đưa quy trình chế tạo vật liệu Zn 2SnO4 với hình thái cấu trúc khác phương pháp thủy nhiệt đơn giản để ứng dụng cảm biến khí Tất kết nghiên cứu thực điều kiện công nghệ thiết bị Việt Nam - Luận án đóng góp hiểu biết quan trọng đặc tính nhạy khí vật liệu Zn2SnO4 vật liệu biến tính Pt-Zn2SnO4 Từ đó, luận án đưa quy trình cho phép sản xuất cảm biến có độ lặp lại cao, độ ổn định tốt độ tin cậy cao Cảm biến chế tạo có độ nhạy khí độ chọn lọc cao, phát VOCs methanol, ethanol acetone nồng độ thấp từ ppb đến ppm Các kết cho phép ứng dụng cảm biến vào kỹ thuật phát chuẩn đoán bệnh (cụ thể bệnh tiểu đường) thơng qua phân tích thở (kỹ thuật phân tích khơng xâm lấn) - Tính đề tài Tổng hợp vật liệu Zn 2SnO4 có cấu trúc nano với hình thái khác nhau: hạt, khối lập phương rỗng bát diện rỗng phương pháp thủy nhiệt, đồng thời khảo sát tính nhạy khí VOCs cấu trúc Nghiên cứu biến tính thành cơng hạt nano Pt lên bề mặt khối bát diện rỗng Zn2SnO4 phương pháp nhỏ trực tiếp nhằm cải thiện tính nhạy khí acetone vật liệu Cảm biến khí sở biến tính hạt nano Pt lên vật liệu Zn2SnO4 tăng độ đáp ứng giảm nhiệt độ làm việc tối ưu - Các kết nghiên cứu luận án nghiên cứu sinh nhóm nghiên cứu cơng bố 05 báo quốc tế ISI, 02 đăng tạp chí Khoa học Cơng nghệ nước (trong 01 báo cáo Hội nghị) Cấu trúc luận án Để đạt mục tiêu đề ra, luận án thực nội dung chia thành phần sau: Chương 1: Tổng quan Oct 2013 [34] N M Vuong, L H Than, T H Phan, H N Hieu, N Van Nghia, and N Tu, “Ultra Responsive and Highly Selective Ethanol Gas Sensor Based on Au Nanoparticles Embedded ZnO Hierarchical Structures,” J Electrochem Soc., vol 168, no 2, p 027503, Feb 2021 [35] N M Vuong et al., “Low-operating temperature and remarkably responsive methanol sensors using Pt-decorated hierarchical ZnO structure,” Nanotechnology, vol 33, no 6, p 065502, Feb 2022 [36] N M Vuong, T T Hien, V T Han, H N Hieu, and N Van Nghia, “Efficient performance acetone sensor based on squirrel-tail like Ni doped ZnO hierarchical nanostructure,” Mater Charact., vol 180, p 111388, Oct 2021 [37] K Schmidt and I Podmore, “Current Challenges in Volatile Organic Compounds Analysis as Potential Biomarkers of Cancer,” J Biomarkers, vol 2015, pp 1–16, Mar 2015 [38] M Hakim et al., “Volatile Organic Compounds of Lung Cancer and Possible Biochemical Pathways,” Chem Rev., vol 112, no 11, pp 5949–5966, Nov 2012 [39] P Saeedi et al., “Mortality attributable to diabetes in 20–79 years old adults, 2019 estimates: Results from the International Diabetes Federation Diabetes Atlas, 9th edition,” Diabetes Res Clin Pract., vol 162, p 108086, Apr 2020 [40] A Sinclair, P Saeedi, A Kaundal, S Karuranga, B Malanda, and R Williams, “Diabetes and global ageing among 65–99-year-old adults: Findings from the International Diabetes Federation Diabetes Atlas, 9th edition,” Diabetes Res Clin Pract., vol 162, p 108078, Apr 2020 [41] A De Vincentis, U Vespasiani-Gentilucci, A Sabatini, R Antonelli-Incalzi, and A Picardi, “Exhaled breath analysis in hepatology: State-of-the-art and perspectives,” World J Gastroenterol., vol 25, no 30, pp 4043–4050, Aug 2019 [42] M Righettoni, A Amann, and S E Pratsinis, “Breath analysis by nanostructured metal oxides as chemo-resistive gas sensors,” Mater Today, vol 18, no 3, pp 163– 171, Apr 2015 [43] J Obermeier et al., “Exhaled volatile substances mirror clinical conditions in pediatric chronic kidney disease,” PLoS One, vol 12, no 6, p e0178745, Jun 2017 [44] R Einoch Amor, M K Nakhleh, O Barash, and H Haick, “Breath analysis of cancer in the present and the future,” Eur Respir Rev., vol 28, no 152, p 190002, Jun 2019 [45] J.-E Chang et al., “Analysis of volatile organic compounds in exhaled breath for lung cancer diagnosis using a sensor system,” Sensors Actuators B Chem., vol 255, pp 800–807, Feb 2018 [46] Y Sakumura et al., “Diagnosis by Volatile Organic Compounds in Exhaled Breath from Lung Cancer Patients Using Support Vector Machine Algorithm,” Sensors, vol 17, no 2, p 287 [47] Z Bielecki, T Stacewicz, J Wojtas, J Mikołajczyk, D Szabra, and A Prokopiuk, “Selected optoelectronic sensors in medical applications,” OptoElectronics Rev., vol 26, no 2, pp 122–133, May 2018 [48] X Zhou et al., “Nanomaterial-based gas sensors used for breath diagnosis,” J Mater Chem B, vol 8, no 16, pp 3231–3248, 2020 [49] R Malik, V K Tomer, Y K Mishra, and L Lin, “Functional gas sensing nanomaterials: A panoramic view,” Appl Phys Rev., vol 7, no 2, p 021301, Jun 2020 [50] Y C Wong, B C Ang, A S M A Haseeb, A A Baharuddin, and Y H Wong, “Review—Conducting Polymers as Chemiresistive Gas Sensing Materials: A 130 Review,” J Electrochem Soc., vol 167, no 3, p 037503, Sep 2020 [51] H Bai and G Shi, “Gas Sensors Based on Conducting Polymers,” Sensors, vol 7, no 3, pp 267–307, Mar 2007 [52] M Tomić, M Šetka, L Vojkůvka, and S Vallejos, “VOCs Sensing by Metal Oxides, Conductive Polymers, and Carbon-Based Materials,” Nanomaterials, vol 11, no 2, p 552, Feb 2021 [53] A Hierlemann and H Baltes, “CMOS-based chemical microsensors,” Analyst, vol 128, no 1, pp 15–28, Dec 2003 [54] B Li, J Liu, G Shi, and J Liu, “A research on detection and identification of volatile organic compounds utilizing cataluminescence-based sensor array,” Sensors Actuators B Chem., vol 177, pp 1167–1172, Feb 2013 [55] C.-S Cheng, Y.-Q Chen, and C.-J Lu, “Organic vapour sensing using localized surface plasmon resonance spectrum of metallic nanoparticles self assemble monolayer,” Talanta, vol 73, no 2, pp 358–365, Sep 2007 [56] S ệztỹrk, A Kửsemen, Z A Kửsemen, N Klnỗ, Z Z Öztürk, and M Penza, “Electrochemically growth of Pd doped ZnO nanorods on QCM for room temperature VOC sensors,” Sensors Actuators B Chem., vol 222, pp 280–289, Jan 2016 [57] N D Hoa, Cảm biến khí sở cấu trúc nano ơxít kim loại bán dẫn NXB Bách Khoa Hà Nội, 2019 [58] S Mishra, B K Mishra, H K Tripathy, and A Dutta, “Analysis of the role and scope of big data analytics with IoT in health care domain,” in Handbook of Data Science Approaches for Biomedical Engineering, Elsevier, 2020, pp 1–23 [59] S.-J Kim, S.-J Choi, J.-S Jang, H.-J Cho, and I.-D Kim, “Innovative Nanosensor for Disease Diagnosis,” Acc Chem Res., vol 50, no 7, pp 1587–1596, Jul 2017 [60] A Staerz, T Suzuki, U Weimar, and N Barsan, “SnO2: The most important base material for semiconducting metal oxide-based materials,” in Tin Oxide Materials, Elsevier, 2020, pp 345–377 [61] N S A Eom, H.-B Cho, H.-R Lim, B S Kim, and Y.-H Choa, “Facile tilted sputtering process (TSP) for enhanced H2S gas response over selectively loading Pt nanoparticles on SnO2 thin films,” Sensors Actuators B Chem., vol 300, p 127009, Dec 2019 [62] G Korotcenkov, B K Cho, L B Gulina, and V P Tolstoy, “Gas sensor application of Ag nanoclusters synthesized by SILD method,” Sensors Actuators B Chem., vol 166–167, pp 402–410, May 2012 [63] M J Wilde et al., “Breath analysis by two-dimensional gas chromatography with dual flame ionisation and mass spectrometric detection – Method optimisation and integration within a large-scale clinical study,” J Chromatogr A, vol 1594, pp 160–172, Jun 2019 [64] C Peng et al., “Synthesis of three-dimensional flower-like hierarchical ZnO nanostructure and its enhanced acetone gas sensing properties,” J Alloys Compd., vol 654, pp 371–378, Jan 2016 [65] P Srinivasan, A J Kulandaisamy, G K Mani, K J Babu, K Tsuchiya, and J B B Rayappan, “Development of an acetone sensor using nanostructured Co 3O4 thin films for exhaled breath analysis,” RSC Adv., vol 9, no 52, pp 30226–30239, 2019 [66] Y M Choi et al., “Ultrasensitive Detection of VOCs Using a High-Resolution CuO/Cu2O/Ag Nanopattern Sensor,” Adv Funct Mater., vol 29, no 9, p 1808319, Feb 2019 [67] J.-S Jang, S.-J Choi, S.-J Kim, M Hakim, and I.-D Kim, “Rational Design of Highly Porous SnO2 Nanotubes Functionalized with Biomimetic Nanocatalysts for 131 Direct Observation of Simulated Diabetes,” Adv Funct Mater., vol 26, no 26, pp 4740–4748, Jul 2016 [68] S.-J Kim et al., “Mesoporous WO3 Nanofibers with Protein-Templated Nanoscale Catalysts for Detection of Trace Biomarkers in Exhaled Breath,” ACS Nano, vol 10, no 6, pp 5891–5899, Jun 2016 [69] G Peng et al., “Detection of lung, breast, colorectal, and prostate cancers from exhaled breath using a single array of nanosensors,” Br J Cancer, vol 103, no 4, pp 542–551, Aug 2010 [70] B Han et al., “Hydrothermal synthesis of flower-like In 2O3 as a chemiresistive isoprene sensor for breath analysis,” Sensors Actuators B Chem., vol 309, p 127788, Apr 2020 [71] J Huang et al., “Enhanced acetone-sensing properties to ppb detection level using Au/Pd-doped ZnO nanorod,” Sensors Actuators B Chem., vol 310, p 127129, May 2020 [72] H.-J Cho, S.-J Choi, N.-H Kim, and I.-D Kim, “Porosity controlled 3D SnO spheres via electrostatic spray: Selective acetone sensors,” Sensors Actuators B Chem., vol 304, p 127350, Feb 2020 [73] D.-H Kim, J.-S Jang, W.-T Koo, S.-J Choi, S.-J Kim, and I.-D Kim, “Hierarchically interconnected porosity control of catalyst-loaded WO nanofiber scaffold: Superior acetone sensing layers for exhaled breath analysis,” Sensors Actuators B Chem., vol 259, pp 616–625, Apr 2018 [74] S Zhang et al., “An acetone gas sensor based on nanosized Pt-loaded Fe2O3 nanocubes,” Sensors Actuators B Chem., vol 290, pp 59–67, Jul 2019 [75] J Zhang et al., “3D microporous Co3O4-carbon hybrids biotemplated from butterfly wings as high performance VOCs gas sensor,” Sensors Actuators B Chem., vol 235, pp 420–431, Nov 2016 [76] S.-Y Cho et al., “High-Resolution p-Type Metal Oxide Semiconductor Nanowire Array as an Ultrasensitive Sensor for Volatile Organic Compounds,” Nano Lett., vol 16, no 7, pp 4508–4515, Jul 2016 [77] Y Zhao et al., “Interfacial self-assembly of monolayer Mg-doped NiO honeycomb structured thin film with enhanced performance for gas sensing,” J Mater Sci Mater Electron., vol 29, no 13, pp 11498–11508, Jul 2018 [78] T.-H Kim, S.-Y Jeong, Y K Moon, and J.-H Lee, “Dual-mode gas sensor for ultrasensitive and highly selective detection of xylene and toluene using Nb-doped NiO hollow spheres,” Sensors Actuators B Chem., vol 301, p 127140, Dec 2019 [79] S Zhang et al., “Highly-sensitivity acetone sensors based on spinel-type oxide (NiFe2O4) through optimization of porous structure,” Sensors Actuators B Chem., vol 291, pp 266–274, Jul 2019 [80] Y Wang et al., “Mesoporous ZnFe2O4 prepared through hard template and its acetone sensing properties,” Mater Lett., vol 183, pp 378–381, Nov 2016 [81] T Zhou et al., “Structure-driven efficient NiFe2O4 materials for ultra-fast response electronic sensing platform,” Sensors Actuators B Chem., vol 255, pp 1436–1444, Feb 2018 [82] Z Wang et al., “Study on highly selective sensing behavior of ppb-level oxidizing gas sensors based on Zn 2SnO4 nanoparticles immobilized on reduced graphene oxide under humidity conditions,” Sensors Actuators B Chem., vol 285, pp 590– 600, Apr 2019 [83] Y Ma, Y Lu, H Gou, W Zhang, S Yan, and X Xu, “Octahedral NiFe 2O4 for high-performance gas sensor with low working temperature,” Ceram Int., vol 44, no 2, pp 2620–2625, Feb 2018 132 [84] B Zhang, F Qu, X Zhou, S Zhang, T Thomas, and M Yang, “Porous corallike NiCo2O4 nanospheres with promising xylene gas sensing properties,” Sensors Actuators B Chem., vol 261, pp 203–209, May 2018 [85] F Qu, W Shang, T Thomas, S Ruan, and M Yang, “Self-template derived ZnFe2O4 double-shell microspheres for chemresistive gas sensing,” Sensors Actuators B Chem., vol 265, pp 625–631, Jul 2018 [86] X Wang et al., “Fabrication of ZnO/ZnFe2O4 hollow nanocages through metal organic frameworks route with enhanced gas sensing properties,” Sensors Actuators B Chem., vol 251, pp 27–33, Nov 2017 [87] Y Hu et al., “Lychee-like ZnO/ZnFe2O4 core-shell hollow microsphere for improving acetone gas sensing performance,” Ceram Int., vol 46, no 5, pp 5960– 5967, Apr 2020 [88] X Li, C Han, D Lu, C Shao, X Li, and Y Liu, “Highly electron-depleted ZnO/ZnFe2O4/Au hollow meshes as an advanced material for gas sensing application,” Sensors Actuators B Chem., vol 297, p 126769, Oct 2019 [89] N Yamazoe, “Toward innovations of gas sensor technology,” Sensors Actuators B Chem., vol 108, no 1–2, pp 2–14, Jul 2005 [90] H.-J Kim and J.-H Lee, “Highly sensitive and selective gas sensors using ptype oxide semiconductors: Overview,” Sensors Actuators B Chem., vol 192, pp 607– 627, Mar 2014 [91] W JIAO and L ZHANG, “Preparation and gas sensing properties for acetone of amorphous Ag modified NiFe 2O4 sensor,” Trans Nonferrous Met Soc China, vol 22, no 5, pp 1127–1132, May 2012 [92] X Zhou, S Lee, Z Xu, and J Yoon, “Recent Progress on the Development of Chemosensors for Gases,” Chem Rev., vol 115, no 15, pp 7944–8000, Aug 2015 [93] X Zhou et al., “Ordered porous metal oxide semiconductors for gas sensing,” Chinese Chem Lett., vol 29, no 3, pp 405–416, Mar 2018 [94] Y Zhu et al., “Mesoporous Tungsten Oxides with Crystalline Framework for Highly Sensitive and Selective Detection of Foodborne Pathogens,” J Am Chem Soc., vol 139, no 30, pp 10365–10373, Aug 2017 [95] M V Nikolic, V Milovanovic, Z Z Vasiljevic, and Z Stamenkovic, “Semiconductor Gas Sensors: Materials, Technology, Design, and Application,” Sensors, vol 20, no 22, p 6694, Nov 2020 [96] Z Wang et al., “Controlled Synthesis of Ordered Mesoporous Carbon-Cobalt Oxide Nanocomposites with Large Mesopores and Graphitic Walls,” Chem Mater., vol 28, no 21, pp 7773–7780, Nov 2016 [97] R K Chava, S.-Y Oh, and Y.-T Yu, “Enhanced H gas sensing properties of Au@In2O3 core–shell hybrid metal–semiconductor heteronanostructures,” CrystEngComm, vol 18, no 20, pp 3655–3666, 2016 [98] S Mohammad-Yousefi, S Rahbarpour, and H Ghafoorifard, “Describing the effect of Ag/Au modification on operating temperature and gas sensing properties of thick film SnO2 gas sensors by gas diffusion theory,” Mater Chem Phys., vol 227, pp 148–156, Apr 2019 [99] P Wang, T Dong, C Jia, and P Yang, “Ultraselective acetone-gas sensor based ZnO flowers functionalized by Au nanoparticle loading on certain facet,” Sensors Actuators B Chem., vol 288, pp 1–11, Jun 2019 [100]S Zhao et al., “Design of Au@WO3 core−shell structured nanospheres for ppb-level NO2 sensing,” Sensors Actuators B Chem., vol 282, pp 917–926, Mar 2019 [101]K He, S He, W Yang, and Q Tian, “Ag nanoparticles-decorated α-MoO nanorods for remarkable and rapid triethylamine-sensing response boosted by pulseheating 133 technique,” J Alloys Compd., vol 808, p 151704, Nov 2019 [102]Y Wei et al., “Hydrothermal synthesis of Ag modified ZnO nanorods and their enhanced ethanol-sensing properties,” Mater Sci Semicond Process., vol 75, pp 327–333, Mar 2018 [103]H.-J Cho, V T Chen, S Qiao, W.-T Koo, R M Penner, and I.-D Kim, “PtFunctionalized PdO Nanowires for Room Temperature Hydrogen Gas Sensors,” ACS Sensors, vol 3, no 10, pp 2152–2158, Oct 2018 [104]H.-I Chen et al., “Characteristics of a Pt/NiO thin film-based ammonia gas sensor,” Sensors Actuators B Chem., vol 256, pp 962–967, Mar 2018 [105]D S Dhawale, T P Gujar, and C D Lokhande, “TiO Nanorods Decorated with Pd Nanoparticles for Enhanced Liquefied Petroleum Gas Sensing Performance,” Anal Chem., vol 89, no 16, pp 8531–8537, Aug 2017 [106]B Liu et al., “Pd-Catalyzed Reaction-Producing Intermediate S on a Pd/In 2O3 Surface: A Key To Achieve the Enhanced CS -Sensing Performances,” ACS Appl Mater Interfaces, vol 11, no 18, pp 16838–16846, May 2019 [107]J.-Y Kim, J.-H Lee, J.-H Kim, A Mirzaei, H Woo Kim, and S S Kim, “Realization of H2S sensing by Pd-functionalized networked CuO nanowires in self-heating mode,” Sensors Actuators B Chem., vol 299, p 126965, Nov 2019 [108]D Xue, P Wang, Z Zhang, and Y Wang, “Enhanced methane sensing property of flower-like SnO2 doped by Pt nanoparticles: A combined experimental and firstprinciple study,” Sensors Actuators B Chem., vol 296, p 126710, Oct 2019 [109]X Yang et al., “Au decorated In2O3 hollow nanospheres: A novel sensing material toward amine,” Sensors Actuators B Chem., vol 296, p 126696, Oct 2019 [110] B Liu et al., “Improved room-temperature hydrogen sensing performance of directly formed Pd/WO3 nanocomposite,” Sensors Actuators B Chem., vol 193, pp 28–34, Mar 2014 [111] H Kim, C Jin, S Park, S Kim, and C Lee, “H2S gas sensing properties of bare and Pd-functionalized CuO nanorods,” Sensors Actuators B Chem., vol 161, no 1, pp 594–599, Jan 2012 [112] J M Lee et al., “Ultra-sensitive hydrogen gas sensors based on Pd-decorated tin dioxide nanostructures: Room temperature operating sensors,” Int J Hydrogen Energy, vol 35, no 22, pp 12568–12573, Nov 2010 [113] K V Gurav, P R Deshmukh, and C D Lokhande, “LPG sensing properties of Pd-sensitized vertically aligned ZnO nanorods,” Sensors Actuators B Chem., vol 151, no 2, pp 365–369, Jan 2011 [114] N Carreño, “The influence of cation segregation on the methanol decomposition on nanostructured SnO2,” Sensors Actuators B Chem., vol 86, no 2– 3, pp 185–192, Sep 2002 [115] X Liu, Z Chang, L Luo, X Lei, J Liu, and X Sun, “Sea urchin-like Ag–αFe2O3 nanocomposite microspheres: synthesis and gas sensing applications,” J Mater Chem., vol 22, no 15, p 7232, 2012 [116] S Sun and S Liang, “Morphological zinc stannate: synthesis, fundamental properties and applications,” J Mater Chem A, vol 5, no 39, pp 20534–20560, 2017 [117] T Ivetić, “Zinc-Tin-Oxide-Based Porous Ceramics: Structure, Preparation and Properties,” in Recent Advances in Porous Ceramics, InTech, 2018 [118] X Shen et al., “Phase transition of Zn2SnO4 nanowires under high pressure,” J Appl Phys., vol 106, no 11, p 113523, Dec 2009 [119] J Lee, Y Kang, C S Hwang, S Han, S.-C Lee, and J.-H Choi, “Effect of oxygen vacancy on the structural and electronic characteristics of crystalline Zn2SnO4,” J 134 Mater Chem C, vol 2, no 39, pp 8381–8387, 2014 [120]Y Sato et al., “Study on inverse spinel zinc stannate, Zn2SnO4, as transparent conductive films deposited by rf magnetron sputtering,” Thin Solid Films, vol 518, no 4, pp 1304–1308, Dec 2009 [121]B Tan, E Toman, Y Li, and Y Wu, “Zinc Stannate (Zn2SnO4) Dye-Sensitized Solar Cells,” J Am Chem Soc., vol 129, no 14, pp 4162–4163, Apr 2007 [122]X Lou, X Jia, J Xu, S Liu, and Q Gao, “Hydrothermal synthesis, characterization and photocatalytic properties of Zn 2SnO4 nanocrystal,” Mater Sci Eng A, vol 432, no 1–2, pp 221–225, Sep 2006 [123]Z Lu and Y Tang, “Two-step synthesis and ethanol sensing properties of Zn2SnO4/SnO2 nanocomposites,” Mater Chem Phys., vol 92, no 1, pp 5–9, Jul 2005 [124]A Sivapunniyam, N Wiromrat, M T Z Myint, and J Dutta, “Highperformance liquefied petroleum gas sensing based on nanostructures of zinc oxide and zinc stannate,” Sensors Actuators B Chem., vol 157, no 1, pp 232–239, Sep 2011 [125]H Kawazoe and K Ueda, “Transparent Conducting Oxides Based on the Spinel Structure,” J Am Ceram Soc., vol 82, no 12, pp 3330–3336, Dec 2004 [126]X Xin et al., “UV-activated porous Zn2SnO4 nanofibers for selective ethanol sensing at low temperatures,” J Alloys Compd., vol 780, pp 228–236, Apr 2019 [127]T Tharsika, A S M A Haseeb, S A Akbar, M F M Sabri, and Y H Wong, “Gas sensing properties of zinc stannate (Zn 2SnO4) nanowires prepared by carbon assisted thermal evaporation process,” J Alloys Compd., vol 618, pp 455–462, Jan 2015 [128]T Zhou, X Liu, R Zhang, Y Wang, and T Zhang, “Shape control and selective decoration of Zn2SnO4 nanostructures on 1D nanowires: Boosting chemical–sensing performances,” Sensors Actuators B Chem., vol 290, pp 210– 216, Jul 2019 [129]H Zhu, D Yang, G Yu, H Zhang, D Jin, and K Yao, “Hydrothermal Synthesis of Zn2SnO4 Nanorods in the Diameter Regime of Sub-5 nm and Their Properties,” J Phys Chem B, vol 110, no 15, pp 7631–7634, Apr 2006 [130]Y.-F Wang, K.-N Li, Y.-F Xu, C.-Y Su, and D.-B Kuang, “Hierarchical Zn2SnO4 nanosheets consisting of nanoparticles for efficient dye-sensitized solar cells,” Nano Energy, vol 2, no 6, pp 1287–1293, Nov 2013 [131]C Chen, G Li, J Li, and Y Liu, “One-step synthesis of 3D flower-like Zn2SnO4 hierarchical nanostructures and their gas sensing properties,” Ceram Int., vol 41, no 1, pp 1857–1862, Jan 2015 [132]M Mary Jaculine, C Justin Raj, and S Jerome Das, “Hydrothermal synthesis of highly crystalline Zn2SnO4 nanoflowers and their optical properties,” J Alloys Compd., vol 577, pp 131–137, Nov 2013 [133]D W Kim et al., “Synthesis and photovoltaic property of fine and uniform Zn2SnO4 nanoparticles,” Nanoscale, vol 4, no 2, pp 557–562, 2012 [134]B.-Y Wang, H.-Y Wang, Y.-L Ma, X.-H Zhao, W Qi, and Q.-C Jiang, “Facile synthesis of fine Zn2SnO4 nanoparticles/graphene composites with superior lithium storage performance,” J Power Sources, vol 281, pp 341–349, May 2015 [135]T Lehnen, D Zopes, and S Mathur, “Phase-selective microwave synthesis and inkjet printing applications of Zn2SnO4 (ZTO) quantum dots,” J Mater Chem., vol 22, no 34, p 17732, 2012 [136]L Wang, T Zhou, R Zhang, Z Lou, J Deng, and T Zhang, “Comparison of toluene sensing performances of zinc stannate with different morphology-based gas sensors,” Sensors Actuators B Chem., vol 227, pp 448–455, May 2016 [137]F Liu et al., “Fabrication of 1D Zn2SnO4 nanowire and 2D ZnO nanosheet hybrid 135 hierarchical structures for use in triethylamine gas sensors,” Sensors Actuators B Chem., vol 291, pp 155–163, Jul 2019 [138]K Ulrich, P Galvosas, J Kärger, and F Grinberg, “‘Pore-Like’ Effects of Super-Molecular Self-Assembly on Molecular Diffusion of Poly(Ethylene Oxide)Poly(Propylene Oxide)-Poly(Ethylene Oxide) in Water,” Materials (Basel)., vol 5, no 12, pp 966–984, May 2012 [139]“Phase Behaviour of Concentrated Surfactant Systems,” in Surfactants and Polymers in Aqueous Solution, Chichester, UK: John Wiley & Sons, Ltd, pp 67–96 [140]M Andersson and G Karlstrom, “Conformational structure of 1,2dimethoxyethane in water and other dipolar solvents, studied by quantum chemical, reaction field, and statistical mechanical techniques,” J Phys Chem., vol 89, no 23, pp 4957–4962, Nov 1985 [141]G Wanka, H Hoffmann, and W Ulbricht, “Phase Diagrams and Aggregation Behavior of Poly(oxyethylene)-Poly(oxypropylene)-Poly(oxyethylene) Triblock Copolymers in Aqueous Solutions,” Macromolecules, vol 27, no 15, pp 4145– 4159, Jul 1994 [142]P P Das, A Roy, M Tathavadekar, and P S Devi, “Photovoltaic and photocatalytic performance of electrospun Zn2SnO4 hollow fibers,” Appl Catal B Environ., vol 203, pp 692–703, Apr 2017 [143]Y Li et al., “In situ decoration of Zn 2SnO4 nanoparticles on reduced graphene oxide for high performance ethanol sensor,” Ceram Int., vol 44, no 6, pp 6836– 6842, Apr 2018 [144]S Shu, M Wang, W Yang, and S Liu, “Synthesis of surface layered hierarchical octahedral-like structured Zn 2SnO4/SnO2 with excellent sensing properties toward HCHO,” Sensors Actuators B Chem., vol 243, pp 1171–1180, May 2017 [145]Y Tie et al., “Formaldehyde sensing characteristics of hydrothermally synthesized Zn2SnO4 nanocubes,” Mater Lett., vol 259, p 126896, Jan 2020 [146]Z Chen, M Cao, and C Hu, “Novel Zn2SnO4 Hierarchical Nanostructures and Their Gas Sensing Properties toward Ethanol,” J Phys Chem C, vol 115, no 13, pp 5522–5529, Apr 2011 [147]C T Quy, C M Hung, N Van Duy, N D Hoa, M Jiao, and H Nguyen, “Ethanol-Sensing Characteristics of Nanostructured ZnO: Nanorods, Nanowires, and Porous Nanoparticles,” J Electron Mater., vol 46, no 6, pp 3406–3411, Jun 2017 [148]Y.-F Sun et al., “Metal Oxide Nanostructures and Their Gas Sensing Properties: A Review,” Sensors, vol 12, no 3, pp 2610–2631, Feb 2012 [149]W Wang, H Chai, X Wang, X Hu, and X Li, “Ethanol gas sensing performance of Zn2SnO4 nanopowder prepared via a hydrothermal route with different solution pH values,” Appl Surf Sci., vol 341, pp 43–47, Jun 2015 [150]X Chu et al., “Preparation and gas sensing properties of graphene-Zn 2SnO4 composite materials,” Sensors Actuators B Chem., vol 251, pp 120–126, Nov 2017 [151]D An et al., “Ethanol gas-sensing characteristic of the Zn2SnO4 nanospheres,” Ceram Int., vol 42, no 2, pp 3535–3541, Feb 2016 [152]X Yang et al., “Highly efficient ethanol gas sensor based on hierarchical SnO2/ Zn2SnO4 porous spheres,” Sensors Actuators B Chem., vol 282, pp 339–346, Mar 2019 [153]F Bonet, V Delmas, S Grugeon, R Herrera Urbina, P.-Y Silvert, and K Tekaia-Elhsissen, “Synthesis of monodisperse Au, Pt, Pd, Ru and Ir nanoparticles in ethylene glycol,” Nanostructured Mater., vol 11, no 8, pp 1277–1284, Nov 1999 [154]S L Knupp, W Li, O Paschos, T M Murray, J Snyder, and P Haldar, “The effect 136 of experimental parameters on the synthesis of carbon nanotube/nanofiber supported platinum by polyol processing techniques,” Carbon N Y., vol 46, no 10, pp 1276– 1284, Aug 2008 [155]N V Hieu, Dây Nano ơxít kim loại bán dẫn NXB Bách Khoa Hà Nội, 2015 [156]N Yamazoe, “New approaches for improving semiconductor gas sensors,” Sensors Actuators B Chem., vol 5, no 1–4, pp 7–19, Aug 1991 [157]R Yoshida, Y Yoshida, I Yamai, K Kodaira, and T Matsushita, “Vapor phase growth of Zn2SnO4 needle crystals,” J Cryst Growth, vol 36, no 1, pp 181–184, Nov 1976 [158]H M Chen et al., “Hollow Platinum Spheres with Nano-Channels: Synthesis and Enhanced Catalysis for Oxygen Reduction,” J Phys Chem C, vol 112, no 20, pp 7522–7526, May 2008 [159]S Dinesh, S Barathan, V K Premkumar, G Sivakumar, and N Anandan, “Hydrothermal synthesis of zinc stannate (Zn2SnO4) nanoparticles and its application towards photocatalytic and antibacterial activity,” J Mater Sci Mater Electron., vol 27, no 9, pp 9668–9675, Sep 2016 [160]N H Hanh, T M Ngoc, L Van Duy, C M Hung, N Van Duy, and N D Hoa, “A comparative study on the VOCs gas sensing properties of Zn 2SnO4 nanoparticles, hollow cubes, and hollow octahedra towards exhaled breath analysis,” Sensors Actuators B Chem., vol 343, p 130147, Sep 2021 [161]Y Bing et al., “Assembly of hierarchical ZnSnO3 hollow microspheres from ultra-thin nanorods and the enhanced ethanol-sensing performances,” Sensors Actuators B Chem., vol 190, pp 370–377, Jan 2014 [162]Y Zhao, L Hu, H Liu, M Liao, X Fang, and L Wu, “Band Gap Tunable Zn2SnO4 Nanocubes through Thermal Effect and Their Outstanding Ultraviolet Light Photoresponse,” Sci Rep., vol 4, no 1, p 6847, May 2015 [163]T.-T Xu, Y.-M Xu, X.-F Zhang, Z.-P Deng, L.-H Huo, and S Gao, “Enhanced H2S Gas-Sensing Performance of Zn2SnO4 Lamellar Micro-Spheres,” Front Chem., vol 6, May 2018 [164]G Korotcenkov and B K Cho, “Porous Semiconductors: Advanced Material for Gas Sensor Applications,” Crit Rev Solid State Mater Sci., vol 35, no 1, pp 1– 37, Feb 2010 [165]N Minh Vuong, D Kim, and H Kim, “Porous Au-embedded WO3 Nanowire Structure for Efficient Detection of CH and H2S,” Sci Rep., vol 5, no 1, p 11040, Sep 2015 [166]V Šepelák et al., “Nonequilibrium structure of Zn2SnO4 spinel nanoparticles,” J Mater Chem., vol 22, no 7, p 3117, 2012 [167]Q Zhao, X Deng, M Ding, J Huang, D Ju, and X Xu, “Synthesis of hollow cubic Zn2SnO4 sub-microstructures with enhanced photocatalytic performance,” J Alloys Compd., vol 671, pp 328–333, Jun 2016 [168]N D Thien, L M Quynh, L Van Vu, and N N Long, “Phase transformation and photoluminescence of undoped and Eu3+-doped zinc stannate (Zn 2SnO4) nanocrystals synthesized by hydrothermal method,” J Mater Sci Mater Electron., vol 30, no 2, pp 1813–1820, Jan 2019 [169]C Baratto, E Comini, G Faglia, G Sberveglieri, M Zha, and A Zappettini, “Metal oxide nanocrystals for gas sensing,” Sensors Actuators B Chem., vol 109, no 1, pp 2–6, Aug 2005 [170]J.-W Zhao, L.-R Qin, and L.-D Zhang, “Single-crystalline Zn 2SnO4 hexangular microprisms: Fabrication, characterization and optical properties,” Solid State Commun., vol 141, no 12, pp 663–666, Mar 2007 137 [171]Q R Hu et al., “Synthesis and photoluminescence of Zn2SnO4 nanowires,” J Alloys Compd., vol 484, no 1–2, pp 25–27, Sep 2009 [172]J.-C Dupin, D Gonbeau, P Vinatier, and A Levasseur, “Systematic XPS studies of metal oxides, hydroxides and peroxides,” Phys Chem Chem Phys., vol 2, no 6, pp 1319–1324, 2000 [173]S Yuvaraj, W J Lee, C W Lee, and R K Selvan, “In situ and ex situ carbon coated Zn2SnO4 nanoparticles as promising negative electrodes for Li-ion batteries,” RSC Adv., vol 5, no 82, pp 67210–67219, 2015 [174]G Greczynski and L Hultman, “Reliable determination of chemical state in xray photoelectron spectroscopy based on sample-work-function referencing to adventitious carbon: Resolving the myth of apparent constant binding energy of the C 1s peak,” Appl Surf Sci., vol 451, pp 99–103, Sep 2018 [175]S Lee, “Electrodes for Semiconductor Gas Sensors,” Sensors, vol 17, no 4, p 683, Mar 2017 [176]P H Phuoc, C M Hung, N Van Toan, N Van Duy, N D Hoa, and N Van Hieu, “One-step fabrication of SnO2 porous nanofiber gas sensors for sub-ppm H 2S detection,” Sensors Actuators A Phys., vol 303, p 111722, Mar 2020 [177]P Zhang, G Pan, B Zhang, J Zhen, and Y Sun, “High sensitivity ethanol gas sensor based on Sn - doped ZnO under visible light irradiation at low temperature,” Mater Res., vol 17, no 4, pp 817–822, Jul 2014 [178]C T Quy et al., “C2H5OH and NO2 sensing properties of ZnO nanostructures: correlation between crystal size, defect level and sensing performance,” RSC Adv., vol 8, no 10, pp 5629–5639, 2018 [179]T Zhou, X Liu, R Zhang, L Wang, and T Zhang, “Constructing Hierarchical Heterostructured Mn3O4/Zn2SnO4 Materials for Efficient Gas Sensing Reaction,” Adv Mater Interfaces, vol 5, no 11, p 1800115, Jun 2018 [180]S Zou, J Luo, Z Lin, P Fu, and Z Chen, “Acetone gas sensor based on iron molybdate nanoparticles prepared by hydrothermal method with PVP as surfactant,” Mater Res Express, vol 5, no 12, p 125013, Sep 2018 [181]S.-J Choi et al., “Selective Diagnosis of Diabetes Using Pt-Functionalized WO3 Hemitube Networks As a Sensing Layer of Acetone in Exhaled Breath,” Anal Chem., vol 85, no 3, pp 1792–1796, Feb 2013 [182]J Li, Y Lu, Q Ye, M Cinke, J Han, and M Meyyappan, “Carbon Nanotube Sensors for Gas and Organic Vapor Detection,” Nano Lett., vol 3, no 7, pp 929– 933, Jul 2003 [183]M.-Y Chuang et al., “Room-temperature-operated organic-based acetone gas sensor for breath analysis,” Sensors Actuators B Chem., vol 260, pp 593–600, May 2018 [184]G Peng et al., “Diagnosing lung cancer in exhaled breath using gold nanoparticles,” Nat Nanotechnol., vol 4, no 10, pp 669–673, Oct 2009 [185]E Mansour et al., “Measurement of temperature and relative humidity in exhaled breath,” Sensors Actuators B Chem., vol 304, p 127371, Feb 2020 [186]D Kaewsiri, K Inyawilert, A Wisitsoraat, A Tuantranont, S Phanichphant, and C Liewhiran, “Single-Nozzle Flame Synthesis of Spinel Zn 2SnO4 Nanoparticles for Selective Detection of Formic Acid,” IEEE Sens J., vol 20, no 12, pp 6256– 6262, Jun 2020 [187]N D Hoa, C M Hung, N Van Duy, and N Van Hieu, “Nanoporous and crystal evolution in nickel oxide nanosheets for enhanced gas-sensing performance,” Sensors Actuators B Chem., vol 273, pp 784–793, Nov 2018 [188]H M Yang et al., “Self-assembly of Zn2SnO4 hollow microcubes and enhanced gas-sensing performances,” Mater Lett., vol 182, pp 264–268, Nov 2016 138 [189]N Barsan, J Rebholz, and U Weimar, “Conduction mechanism switch for SnO2 based sensors during operation in application relevant conditions; implications for modeling of sensing,” Sensors Actuators B Chem., vol 207, pp 455–459, Feb 2015 [190]Y Chen, H Qin, X Wang, L Li, and J Hu, “Acetone sensing properties and mechanism of nano-LaFeO3 thick-films,” Sensors Actuators B Chem., vol 235, pp 56–66, Nov 2016 [191]V V Ganbavle, M A Patil, H P Deshmukh, and K Y Rajpure, “Development of Zn2SnO4 thin films deposited by spray pyrolysis method and their utility for NO2 gas sensors at moderate operating temperature,” J Anal Appl Pyrolysis, vol 107, pp 233–241, May 2014 [192]J Lu et al., “Heterostructures of mesoporous hollow Zn 2SnO4/SnO2 microboxes for high-performance acetone sensors,” J Alloys Compd., vol 844, p 155788, Dec 2020 [193]X Li et al., “Enhanced gas sensing properties for formaldehyde based on ZnO/ Zn2SnO4 composites from one-step hydrothermal synthesis,” J Alloys Compd., vol 850, p 156606, Jan 2021 [194]X Yang et al., “Highly sensitive and selective triethylamine gas sensor based on porous SnO2/ Zn2SnO4 composites,” Sensors Actuators B Chem., vol 266, pp 213– 220, Aug 2018 [195]Y Zhang et al., “Porous ZnO-SnO2-Zn2SnO4 heterojunction nanofibers fabricated by electrospinning for enhanced ethanol sensing properties under UV irradiation,” J Alloys Compd., vol 854, p 157311, Feb 2021 [196]N Yamazoe, J Fuchigami, M Kishikawa, and T Seiyama, “Interactions of tin oxide surface with O2, H2O and H2,” Surf Sci., vol 86, pp 335–344, Jul 1979 [197]S Lenaerts, J Roggen, and G Maes, “FT-IR characterization of tin dioxide gas sensor materials under working conditions,” Spectrochim Acta Part A Mol Biomol Spectrosc., vol 51, no 5, pp 883–894, May 1995 [198]C M Hung, N D Hoa, N Van Duy, N Van Toan, D T T Le, and N Van Hieu, “Synthesis and gas-sensing characteristics of α-Fe 2O3 hollow balls,” J Sci Adv Mater Devices, vol 1, no 1, pp 45–50, Mar 2016 [199]G Ma et al., “Phase-controlled synthesis and gas-sensing properties of zinc stannate (ZnSnO3 and Zn2SnO4) faceted solid and hollow microcrystals,” CrystEngComm, vol 14, no 6, p 2172, 2012 [200]G Tofighi et al., “Microfluidically synthesized Au, Pd and AuPd nanoparticles supported on SnO2 for gas sensing applications,” Sensors Actuators B Chem., vol 292, pp 48–56, Aug 2019 [201]J Liu, L Zhang, J Fan, B Zhu, and J Yu, “Triethylamine gas sensor based on Pt-functionalized hierarchical ZnO microspheres,” Sensors Actuators B Chem., vol 331, p 129425, Mar 2021 [202]H M Yang et al., “Synthesis of La2O3 doped Zn2SnO4 hollow fibers by electrospinning method and application in detecting of acetone,” Appl Surf Sci., vol 425, pp 585–593, Dec 2017 [203]Z.-Y Chen et al., “Uniform hierarchical tetradecahedral SnO2/Zn2SnO4 composites for ultrafast response/recovery and selective gas detection at room temperature,” Chem Phys Lett., vol 741, p 137067, Feb 2020 [204]R Zhang, S Y Ma, J L Zhang, B J Wang, and S T Pei, “Enhanced formaldehyde gas sensing performance based on Bi doped Zn 2SnO4/SnO2 porous nanospheres,” J Alloys Compd., vol 828, p 154408, Jul 2020 [205]R Zhang et al., “Highly sensitive formaldehyde gas sensors based on Ag doped 139 Zn2SnO4/SnO2 hollow nanospheres,” Mater Lett., vol 254, pp 178–181, Nov 2019 [206]B Wang, Z Q Zheng, L F Zhu, Y H Yang, and H Y Wu, “Self-assembled and Pd decorated Zn2SnO4/ZnO wire-sheet shape nano-heterostructures networks hydrogen gas sensors,” Sensors Actuators B Chem., vol 195, pp 549–561, May 2014 [207]D Kaewsiri, K Inyawilert, A Wisitsoraat, A Tuantranont, S Phanichphant, and C Liewhiran, “Flame-spray-made PtOx-functionalized Zn 2SnO4 spinel nanostructures for conductometric H2 detection,” Sensors Actuators B Chem., vol 316, p 128132, Aug 2020 [208]Y Ma, M Chen, C Song, and X Zheng, “Catalytic Oxidation of Toluene, Acetone and Ethyl Acetate on a New Pt-Pd/Stainless Steel Wire Mesh Catalyst,” Acta Physico-Chimica Sin., vol 24, no 7, pp 1132–1136, Jul 2008 [209]S Moniri, M R Hantehzadeh, M Ghoranneviss, and M A Asadabad, “Study of the optical and structural properties of Pt nanoparticles prepared by laser ablation as a function of the applied electric field,” Appl Phys A, vol 123, no 11, p 684, Nov 2017 [210]Y Yan et al., “Ag-modified hexagonal nanoflakes-textured hollow octahedron Zn2SnO4 with enhanced sensing properties for triethylamine,” J Alloys Compd., vol 823, p 153724, May 2020 [211] L Van Duy, N Van Duy, C M Hung, N D Hoa, and N Q Dich, “Urea mediated synthesis and acetone-sensing properties of ultrathin porous ZnO nanoplates,” Mater Today Commun., vol 25, p 101445, Dec 2020 [212]H M Tan et al., “Novel Self-Heated Gas Sensors Using on-Chip Networked Nanowires with Ultralow Power Consumption,” ACS Appl Mater Interfaces, vol 9, no 7, pp 6153–6162, Feb 2017 [213]Y Chen, H Qin, Y Cao, H Zhang, and J Hu, “Acetone Sensing Properties and Mechanism of SnO2 Thick-Films,” Sensors, vol 18, no 10, p 3425, Oct 2018 [214]G Zonta et al., “Reproducibility tests with zinc oxide thick-film sensors,” Ceram Int., vol 46, no 5, pp 6847–6855, Apr 2020 [215]P Thi Hong Van, N Hoang Thanh, V Van Quang, N Van Duy, N Duc Hoa, and N Van Hieu, “Scalable Fabrication of High-Performance NO2 Gas Sensors Based on Tungsten Oxide Nanowires by On-Chip Growth and RuO 2Functionalization,” ACS Appl Mater Interfaces, vol 6, no 15, pp 12022–12030, Aug 2014 [216]W.-T Koo, S Yu, S.-J Choi, J.-S Jang, J Y Cheong, and I.-D Kim, “Nanoscale PdO Catalyst Functionalized Co3O4 Hollow Nanocages Using MOF Templates for Selective Detection of Acetone Molecules in Exhaled Breath,” ACS Appl Mater Interfaces, vol 9, no 9, pp 8201–8210, Mar 2017 [217]L Guo et al., “Ultra-sensitive sensing platform based on Pt-ZnO-In 2O3 nanofibers for detection of acetone,” Sensors Actuators B Chem., vol 272, pp 185– 194, Nov 2018 [218]Y Wang et al., “H2S sensing characteristics of Pt-doped α-Fe2O3 thick film sensors,” Sensors Actuators B Chem., vol 125, no 1, pp 79–84, Jul 2007 [219]Y Sun et al., “Electrospinning preparation of Pd@Co 3O4-ZnO composite nanofibers and their highly enhanced VOC sensing properties,” Mater Res Bull., vol 109, pp 255–264, Jan 2019 [220]R Yoo et al., “Acetone-sensing properties of doped ZnO nanoparticles for breath-analyzer applications,” J Alloys Compd., vol 803, pp 135–144, Sep 2019 [221]X Zhang, Z Dong, S Liu, Y Shi, Y Dong, and W Feng, “Maize strawtemplated hierarchical porous ZnO:Ni with enhanced acetone gas sensing properties,” Sensors 140 Actuators B Chem., vol 243, pp 1224–1230, May 2017 [222]C Zhao et al., “Highly sensitive acetone-sensing properties of Pt-decorated CuFe2O4 nanotubes prepared by electrospinning,” Ceram Int., vol 44, no 3, pp 2856–2863, Feb 2018 [223]L Lv, Y Wang, P Cheng, B Zhang, F Dang, and L Xu, “Ultrasonic spray pyrolysis synthesis of three-dimensional ZnFe 2O4-based macroporous spheres for excellent sensitive acetone gas sensor,” Sensors Actuators B Chem., vol 297, p 126755, Oct 2019 [224]X Li et al., “Double-Shell Architectures of ZnFe 2O4 Nanosheets on ZnO Hollow Spheres for High-Performance Gas Sensors,” ACS Appl Mater Interfaces, vol 7, no 32, pp 17811–17818, Aug 2015 [225]W.-T Koo, S.-J Choi, J.-S Jang, and I.-D Kim, “Metal-Organic Framework Templated Synthesis of Ultrasmall Catalyst Loaded ZnO/ZnCo 2O4 Hollow Spheres for Enhanced Gas Sensing Properties,” Sci Rep., vol 7, no 1, p 45074, Apr 2017 [226] J Wang et al., “Highly sensitive and selective ethanol and acetone gas sensors based on modified ZnO nanomaterials,” Mater Des., vol 121, pp 69–76, May 2017 [227]Q Li et al., “Highly sensitive sensor based on ordered porous ZnO nanosheets for ethanol detecting application,” Sensors Actuators B Chem., vol 326, p 128952, Jan 2021 [228]V Amiri, H Roshan, A Mirzaei, G Neri, and A I Ayesh, “Nanostructured Metal Oxide-Based Acetone Gas Sensors: A Review,” Sensors, vol 20, no 11, p 3096, May 2020 [229]E Wongrat, N Chanlek, C Chueaiarrom, W Thupthimchun, B Samransuksamer, and S Choopun, “Acetone gas sensors based on ZnO nanostructures decorated with Pt and Nb,” Ceram Int., vol 43, pp S557–S566, Aug 2017 [230]A Koo, R Yoo, S P Woo, H.-S Lee, and W Lee, “Enhanced acetone-sensing properties of pt-decorated al-doped ZnO nanoparticles,” Sensors Actuators B Chem., vol 280, pp 109–119, Feb 2019 141 ... tài: Nghiên cứu chế tạo xít kim loại Zn 2SnO4 nhằm ứng dụng cho cảm biến hợp chất hữu Mục tiêu nghiên cứu Các mục tiêu tập trung giải luận án: (1) Tổng hợp thành công số cấu trúc nano vật liệu xít. .. liệu nhạy khí VOCs ứng dụng để chế tạo cảm biến 16 1.2 Cảm biến khí VOCs sử dụng xít kim loại bán dẫn 18 1.3 Tình hình nghiên cứu cảm biến khí VOCs dựa vật liệu xít kim loại bán dẫn ... VOCs cảm biến cịn q cao chưa phù hợp cho ứng dụng phân tích hợp chất hữu thở người Từ phân tích thấy hướng nghiên cứu cảm biến hợp chất hữu VOCs định hướng chuẩn đoán bệnh qua thở cần thiết Cảm biến