Metal-organic frameworks (MOF)-based gas sensors have garnered significant interest and are highly desirable for monitoring indoor air quality and mitigating various environmental reclamation challenges. Herein, we describe a unique approach for fabricating hydrogen sulfide (H2S) gas sensors based on MOF-derived cobalt oxide nanosheets (Co3O4 Ns) nanostructures. The surface morphology and porosity of the fabricated material were confirmed through comprehensive Brunauer-Emmett-Teller (BET) and electron microscopy analyses. Chemical composition and phase purity were identified using Energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), and X-ray diffraction (XRD). The sensor exhibited remarkable sensitivity towards hydrogen sulfide in the range of 0.5–100 ppm, reaching a maximum response of 1702.61 % at an operating temperature of 250 °C for 100 ppm H2S gas. Furthermore, the sensor demonstrated a detection limit of 500 ppb with a response rate of 78.22 %. A consistent stability over 30 days was observed, validating its suitability for real-world applications. The response and recovery times of the H2S gas sensors were assessed with τres/τrec = 63.56/103.34 s, offering valuable insights into their real-world applicability.

Nickel oxide (NiO) is an optimal material for precise detection of hydrogen (H2) gas due to its high catalytic activity and low resistivity. However, the solid structure of NiO imposes limitations on the gas response kinetics of H2 gas molecules, resulting in a slower electron–hole transit and reduced gas response value. Herein, a unique NiO@CuO NFs with porous sharp-tip and nanospheres morphology was successfully synthesized by using a metal–organic framework (MOF) as a precursor. The fabricated porous 2 wt% NiO@CuO NFs describes outstanding selectivity towards H2 gas, including a high sensitivity of response value (170–20 ppm at 150 °C), is almost 28.3 % higher than that of porous Ni-MOF, low detection limit (300 ppb) with a notable response (21), short response and recovery times at (300 ppb, 40/63 s and 20 ppm, 100/167 s), exceptional long-term stability and repeatability. The study also explored the impact of relative humidity to evaluate the sensor performance under real-world conditions. The boosted hydrogen dioxide sensing properties may be attributed to synergistic effects of numerous factors including p-p heterojunction at the interface between NiO and CuO nanoflowers, especially a porous sharp-tip MOF structure and rough surface of nanospheres as well as the chemical sensitization effect of NiO. This research offers a viable method for creating unique MOS heterostructures from Ni-MOF and CuO that have unique morphologies and compositions that could be used for H2 gas sensing applications.

This present work reports on the hydrothermal synthesis of zinc-nickel sulfide with reduced graphene oxide (Zn-Ni-S/rGO) nanocomposite for supercapacitor applications. The synthesized samples are evaluated using X-ray diffraction (XRD), Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR), Field emission scanning electron microscopy (FE-SEM), and high-resolution scanning transmission electron microscopy (HR-TEM), which are employed to examine the structure, morphology, and chemical composition of the Zn-Ni-S/rGO nanocomposite. The XRD results indicates the presence of high crystalline Zn-Ni-S with rGO. FE-SEM equipped with an EDX spectrum, illustrates a spherical morphology of Zn-Ni-S combined with a thin layer of rGO in the form of composite nature. Furthermore, the elemental composition of Zinc, Nickel, Sulfur and Carbon presence in the EDS spectra further supports the formation of the Zn-Ni-S/rGO nanocomposite. The electrochemcial properties of ZnS and the Zn-Ni-S/rGO nanocomposite are studied through cyclic voltammetry, galvanostatic charge–discharge and electrochemical impedance spectroscopy. A high specific capacitance of 284F/g is obtained at 11 mA g−1 current density. The Zn-Ni-S/rGO nanocomposite demonstrates exceptionally high capacitance retention of 96 % over 3,000 charging and discharging cycles. The potential application of the Zn-Ni-S/rGO nanocomposite as an efficient electrode material for pseudocapacitors is supported by its favourable performance.