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我校青年教師白京隴在TOP期刊《Chemical Engineering Journal》發(fā)表論文

來(lái)源：理學(xué)院

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2024-04-26

近期，蘭州理工大學(xué)理學(xué)院青年教師白京隴博士等與深圳大學(xué)張啟濤教授團(tuán)隊(duì)合作，在構(gòu)建有機(jī)半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)對(duì)氣體傳感器性能影響的研究中再次取得重要進(jìn)展，研究成果以“Constructing N-Pd-O electron bridge between In₂O₃nanotubes and g-C₃N₄nanosheets to boost explosive gas sensing performance” 為題發(fā)表在工程環(huán)境領(lǐng)域TOP期刊《Chemical Engineering Journal》上（中科院一區(qū)，IF:15.1）。蘭州理工大學(xué)為第一完成單位，深圳大學(xué)為合作單位。

此前，研究團(tuán)隊(duì)主要針對(duì)n型金屬氧化物半導(dǎo)體氧化銦（In₂O₃）作為氣體傳感器應(yīng)用中存在工作溫度高、選擇性差等典型問(wèn)題，提出金屬摻雜或修飾，構(gòu)建異質(zhì)結(jié)等簡(jiǎn)易方式，引入晶粒調(diào)控、缺陷調(diào)節(jié)、催化吸附以及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等，提高了In₂O₃基氣體傳感器的性能。分析總結(jié)了不同金屬摻雜或修飾的作用，在金屬氧化物半導(dǎo)體傳感領(lǐng)域提出了具有普適性的增強(qiáng)機(jī)理。

低溫氣體傳感器的深入研究有助于便攜式傳感系統(tǒng)的發(fā)展。金屬氧化物半導(dǎo)體基氣體傳感器具有高靈敏度、快速響應(yīng)等優(yōu)點(diǎn)，它也被廣泛應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測(cè)、工業(yè)安全、智能家居等多個(gè)領(lǐng)域。但工作溫度高、選擇性差、環(huán)境因素影響大等缺點(diǎn)也限制了其在某些特定場(chǎng)合的應(yīng)用。在此，針對(duì)工作溫度高和探測(cè)極限有限等問(wèn)題，團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一種可在低溫下高效檢測(cè)乙醇和低濃度氫氣的氣體傳感器，該傳感器利用剝離的氮化碳（g-C₃N₄）在In₂O₃納米管上均勻負(fù)載混合相氧化鈀（PdO_x），通過(guò)在In₂O₃納米管和g-C₃N₄納米片之間構(gòu)建N-Pd-O電子橋，進(jìn)行了合理的催化狀態(tài)調(diào)節(jié)并引入了電子和化學(xué)敏化，降低了傳感器的工作溫度，提高了靈敏度、響應(yīng)速度和檢測(cè)極限，從而提高了爆炸性氣體的傳感性能，研究成果具有廣泛的應(yīng)用前景。（撰稿：張曉鋒；終審：張維權(quán)）