Pt-doped semiconductive oxides loaded on mesoporous SBA-15 for gas sensing

SBA-15-based solids combining semiconductive oxides (Sn and In) and noble metal (Pt) were prepared by an incipient wet impregnation method in order to obtain materials for gas sensing. The materials were characterized by XRD, BET adsorption, SEM, and TEM. The BET analysis allowed obtaining details about the specific surface areas, pore size, and modifications due to the indium and/or tin oxides followed by the Pt deposition. XRD data revealed that In2O3 did not enter the mesopores of SBA-15, preventing also the entrance of the Pt nanoparticles in the mesopores. On the other hand, SnO2 nanoparticles further doped with Pt could enter the mesoporous network, affording a SBA-15 material loaded with SnO2 and very small Pt nanoparticles with high dispersion. Tablets obtained by pressing the modified SBA-15 were tested as sensitive materials for propene and hydrogen detection.

RésuméDes solides à base de silice mésoporeuse de type SBA-15, dopés à la fois avec des oxydes de type semi-conducteur (Sn et In) et d’un métal noble (Pt), ont été préparés par la voie d’imprégnation humide contrôlée (Incipient Wet Impregnation [IWI]), dans le but d’obtenir des matériaux sensibles pour la détection des gaz. L’étude des caractéristiques des matériaux préparés a été réalisée par DRX, adsorption BET et microscopies MEB et MET. L’analyse BET a permis d’étudier la surface spécifique, la taille et la structure des pores des matériaux ainsi que les modifications texturales induites par l’incorporation combinée d’oxydes d’indium et/ou d’étain et de platine. L’analyse DRX a révélé que les espèces d’In2O3 ne sont pas localisées à l’intérieur de la structure mésoporeuse de SBA-15, empêchant de ce fait l’introduction des nanoparticules de Pt dans les mésopores. Par ailleurs, il a été démontré que les particules de SnO2 dopées ultérieurement avec du platine pouvaient être incorporées dans la structure mésoporeuse de SBA-15, permettant ainsi l’obtention d’un matériau composite à base de SBA-15 chargé en SnO2, avec de minuscules nanoparticules de Pt hautement dispersées. Des pastilles de ces matériaux obtenus par pressage ont été testées en tant que matériaux sensibles pour la détection du propène et de l’hydrogène.