陜西科技大學科研團隊在氣體傳感器領域取得重要進展

近日，陜西科技大學環境科學與工程學院教授陳慶彩團隊在惡臭氣體傳感器技術方面取得重要進展，并在國際傳感領域頂級期刊[Sensors and Actuators： B. Chemical]上發表了題為“Chemiresistive triethylamine detection based on the novel Ti3C2Tx/Co-BDC gas sensor”的研究論文。

有機胺（如三乙胺TEA等）作為典型的環境惡臭氣體，廣泛應用于化工行業、藥物合成和工業生產中。接觸有機胺可能對肝臟和神經系統造成損害，甚至引發致命風險。因此，快速、準確識別和監測空氣環境中的有機胺對于保護人體健康、提高空氣質量具有重要意義。然而，目前用于檢測有機胺氣體的傳感器尚存在工作溫度較高、響應時間長等明顯局限，在某些特殊環境中具有易燃、易爆的安全隱患，并且影響了實時監測的有效性。

針對以上技術問題，陳慶彩團隊開發出一種基于MXene復合材料的新型氣體傳感器，實現了對有機胺氣體的超靈敏檢測。并且該傳感器工作穩定能夠在低于100攝氏度條件下，顯著提高了傳感器在易燃易爆環境中的安全性與適用性。該傳感器采用類金屬MXene作為修飾材料，將響應時間和恢復時間平均縮短至15秒，達到了亞分鐘級的快速檢測。通過理論模擬發現，這一技術傳感器性能的提升機制在于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，還增強了對有機胺分子的吸附能，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域的空氣質量監測提供安全、高效、便攜、低成本的解決方案。