[所屬分類:行業(yè)動態(tài)] [發(fā)布時(shí)間:2024-10-15] [發(fā)布人:楊曉燕] [閱讀次數(shù):] [返回]

新型氣體傳感器可實(shí)現(xiàn)對有機(jī)胺氣體的超靈敏檢測
作者：嚴(yán)濤       來源：中國科學(xué)報(bào)
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近日，陜西科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院陳慶彩教授團(tuán)隊(duì)在惡臭氣體傳感器技術(shù)方面取得進(jìn)展，開發(fā)出一種新型氣體傳感器，實(shí)現(xiàn)了對有機(jī)胺氣體的超靈敏檢測。相關(guān)研究成果發(fā)表在Sensors and Actuators: B. Chemical上。
有機(jī)胺作為典型的環(huán)境惡臭氣體，廣泛應(yīng)用于化工行業(yè)、藥物合成和工業(yè)生產(chǎn)中。接觸有機(jī)胺可能對肝臟和神經(jīng)系統(tǒng)造成損害，甚至引發(fā)致命風(fēng)險(xiǎn)。因此，快速、準(zhǔn)確識別和監(jiān)測空氣環(huán)境中的有機(jī)胺對于保護(hù)人體健康、提高空氣質(zhì)量具有重要意義。然而，目前用于檢測有機(jī)胺氣體的傳感器尚存在工作溫度較高、響應(yīng)時(shí)間長等明顯局限，在某些特殊環(huán)境中具有易燃、易爆的安全隱患，并且影響了實(shí)時(shí)監(jiān)測的有效性。
針對以上問題，研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)出一種基于MXene復(fù)合材料的新型氣體傳感器，實(shí)現(xiàn)了對有機(jī)胺氣體的超靈敏檢測。并且該傳感器工作穩(wěn)定能夠在低于100攝氏度條件下，顯著提高了傳感器在易燃易爆環(huán)境中的安全性與適用性。該傳感器采用類金屬M(fèi)Xene作為修飾材料，將響應(yīng)時(shí)間和恢復(fù)時(shí)間平均縮短至15秒，達(dá)到了亞分鐘級的快速檢測。通過理論模擬發(fā)現(xiàn)，這一技術(shù)傳感器性能的提升機(jī)制在于MXene和MOFs之間Ti-O-Co界面鍵的形成，該界面鍵不僅提高了傳感器材料的載流子遷移率，還增強(qiáng)了對有機(jī)胺分子的吸附能，有效提升了傳感器的綜合檢測性能。該傳感器可以為易燃易爆區(qū)域的空氣質(zhì)量監(jiān)測提供了安全、高效、便攜、低成本的解決方案，保障工業(yè)安全生產(chǎn)和社會人類健康。目前，該項(xiàng)技術(shù)也已經(jīng)獲得了國家發(fā)明專利授權(quán)。
相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1016/j.snb.2024.136738
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