研制可靠、便携的高毒芥子气检测传感器对公共安全至关重要。然而,基于金属氧化物半导体的气体传感器由于其固有导电性差、对目标气体的吸附能力弱,往往存在工作温度高、响应差、检测限不足等问题,阻碍了其广泛应用。本文制备了WO3- Bi2WO6层次化异质结构作为传感材料,全面提高了其对2-氯乙基硫化物(2-CEES,芥子气模拟物)的传感性能。基于WO3- Bi2WO6-2优化后的传感器在133℃下对50 ppm 2-CEES具有较短的响应时间(1.4 s)和较高的传感响应(Ra/Rg =63),同时具有10 ppb的超低检测限。WO3-Bi2WO6-2传感性能的提高与异质结和表面吸附位点的数量有协同作用,这一点通过DFT计算和一系列表征得到了证明。这项工作可能为进一步开发具有优越传感性能的基于异质结构的2-CEES传感器铺平道路。近期以"Enhanced interfacial charge transfer in WO3-Bi2WO6 heterostructures: Toward trace detection of mustard gas simulant"为题,发表于国际期刊Chemical Engineering Journal。
第一作者为博士生郑秋月,通讯作者为徐英明教授和王婷婷讲师,黑龙江大学为第一单位,该工作得到中央政府地方高校改革发展基金项目、黑龙江省自然科学基金项目(LH2023B021)、黑龙江省高校基本科研经费资助项目(No. 2022-KYYWF-1059、No. 2023-KYYWF-1439)、黑龙江省新时代优秀硕士、博士学位论文资助项目(No. 2023-KYYWF-1439);合肥重点共性技术研发专项(2021GJ021),中国博士后科学基金资助项目(2024 M750844),国家自然科学基金项目(52402180)的支持。
原文链接:https://doi.org/10.1016/j.cej.2024.155985