近日，陜西科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院陳慶彩教授團隊與日本東北大學(xué)合作，在高性能氣體檢測技術(shù)方面取得重要突破。相關(guān)成果以標題為《In situ construction of heterojunctions between Co3O4 nanonets and Fe2O3 nanospheres for efficient triethylamine detection》的研究論文，發(fā)表在國際傳感器領(lǐng)域頂級權威期刊《Sensors and Actuators: B. Chemical》上，環(huán)境學(xué)院博士生劉歡為第一作者，我校陳慶彩教授與日本東北大學(xué)Shu Yin教授共同擔任通訊作者。
本研究聚焦“如何解決氣體傳感器在更低工作溫度下快速識別異味”這一全球關(guān)注的熱點(diǎn)難題，首次實(shí)現了Fe2O3納米球與Co3O4納米網(wǎng)原位構建p-n異質(zhì)結結構，構建出一種新型三維交聯(lián)納米復合材料。該傳感器材料能夠在比以往更低的工作溫度下（110 °C），實(shí)現對典型異味氣體三乙胺的高靈敏檢測，其響應值是傳統材料的4倍以上，響應/恢復時(shí)間也縮短至半分鐘以?xún)?，達到目前國際同類(lèi)技術(shù)的領(lǐng)先水平。研究團隊通過(guò)理論模擬和實(shí)驗分析，從微觀(guān)層面揭示了材料性能提升的根本原因，發(fā)現Fe2O3與Co3O4在界面處原位形成穩定的異質(zhì)結，有效促進(jìn)電荷分離與遷移，提升了氣體分子的吸附效率與表面反應活性，從而實(shí)現了更快速、更靈敏的信號輸出。
識別和監測異味氣體一直是困擾人們的難題。三乙胺作為廣泛應用于化工、制藥、食品儲運等行業(yè)的典型揮發(fā)性有機物，其毒性與易燃性為環(huán)境與安全監管帶來(lái)巨大挑戰。此次研究成果有效突破了傳統金屬氧化物傳感器需高溫運行的技術(shù)瓶頸，為未來(lái)便攜式、低能耗、智能化氣體傳感器的開(kāi)發(fā)提供了全新路徑。目前，該項研究已獲得國家發(fā)明專(zhuān)利授權，并在開(kāi)展成果轉化工作，未來(lái)有望在環(huán)境空氣監測、工業(yè)安全預警、食品新鮮度檢測與公共健康防護等多個(gè)關(guān)鍵領(lǐng)域發(fā)揮實(shí)用價(jià)值。
原文鏈接：
https://doi.org/10.1016/j.snb.2025.138137
（核稿：陳慶彩 編輯：劉倩）
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