新型气体传感器可实现对有机胺气体的超灵敏检测

近日，陕西科技大学环境科学与工程学院陈庆彩教授团队在恶臭气体传感器技术方面取得进展，开发出一种新型气体传感器，实现了对有机胺气体的超灵敏检测。相关研究成果发表在Sensors and Actuators: B. Chemical上。

有机胺作为典型的环境恶臭气体，广泛应用于化工行业、药物合成和工业生产中。接触有机胺可能对肝脏和神经系统造成损害，甚至引发致命风险。因此，快速、准确识别和监测空气环境中的有机胺对于保护人体健康、提高空气质量具有重要意义。然而，目前用于检测有机胺气体的传感器尚存在工作温度较高、响应时间长等明显局限，在某些特殊环境中具有易燃、易爆的安全隐患，并且影响了实时监测的有效性。

针对以上问题，研究团队开发出一种基于MXene复合材料的新型气体传感器，实现了对有机胺气体的超灵敏检测。并且该传感器工作稳定能够在低于100摄氏度条件下，显著提高了传感器在易燃易爆环境中的安全性与适用性。该传感器采用类金属MXene作为修饰材料，将响应时间和恢复时间平均缩短至15秒，达到了亚分钟级的快速检测。通过理论模拟发现，这一技术传感器性能的提升机制在于MXene和MOFs之间Ti-O-Co界面键的形成，该界面键不仅提高了传感器材料的载流子迁移率，还增强了对有机胺分子的吸附能，有效提升了传感器的综合检测性能。该传感器可以为易燃易爆区域的空气质量监测提供了安全、高效、便携、低成本的解决方案，保障工业安全生产和社会人类健康。目前，该项技术也已经获得了国家发明专利授权。

气敏材料的设计、形貌表征、气敏性能和理论机理模型示意图。（课题组供图）

相关论文信息：https://doi.org/10.1016/j.snb.2024.136738