环境学院陈庆彩教授团队在气体传感器领域取得重要进展

近日，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重要进展，并在国际传感领域顶级期刊《Sensors and Actuators: B. Chemical》上发表了题为“Chemiresistive triethylamine detection based on the novel Ti₃C₂T_x/Co-BDC gas sensor”的研究论文。白菜官网陈庆彩教授和日本東北大学Shu Yin教授为共同通讯作者，环境学院博士生刘欢为文章第一作者，全讯600cc大白菜为第一通讯单位。

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

有机胺（如三乙胺TEA等）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。

针对以上技术问题，白菜官网陈庆彩教授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。

原文链接：

https://doi.org/10.1016/j.snb.2024.136738

新闻小贴士：

陈庆彩，教授、博士生导师。从事大气污染监测、治理及其环境效应等方面的研究工作。毕业于日本名古屋大学，入选陕西省高层次人才、荣获陕西省五四青年奖章、陕西省青年科技新星称号，获中国产学研合作创新奖、陕西省高校优秀研究成果奖、陕西省环保科学技术奖、陕西省环境保护青年科技奖、日本大气化学学会奖、HORIBA和Bruker企业奖等奖励荣誉，Environmental Advances/ Research、《地球科学与环境学报》等国内外知名期刊编辑/编委，政府生态建设专家、环保企业技术顾问。主持国家自然科学基金和省部级重点研究项目等8项、横向课题10余项，以第一或通讯作者已在大气环境领域权威期刊发表学术论文60余篇，包括领域顶级期刊Environ. Sci. Technol.论文9篇，授权国家专利和软件注册权16项。

（核稿：陈庆彩 编辑：王舒婷）