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1、为减缓NO2大气的污染危害，中国科学院新疆理化技术研 究所环境科学与技术研究室窦新存团队开发可快速、灵 敏地检测ppb级NO2的气体传感器，并取得一定的成效。随着工业的快速发展，空气污 染问题日趋严重。NO2作为最主要的大气污染物之一，其 在极低浓度下（ppb级）就能对人体产生较大的危害。因此，开发可快速、灵敏地检测ppb 级NO2的气体传感器具有现实意义。以金属氧化物为敏感 材料的NO2气敏元件具有制作工艺简单、成本低廉等优点。然而，灵敏度低的问题直 接限制了金属氧化物在实际检测ppb级NO2中的应用。近 年来，一系列理论及实验结果表明：金属氧化物半导体材料的表面缺陷能够提高其对NO2分 子
2、的吸附能力，同时也能够高效地促进电子从半导体的 导带转移至NO2分子，从而有效地提高其检测灵敏度。因此，通过对材料表面缺陷的调控 实现对NO2的超灵敏检测具有重要研究价值。目前，已被 广泛研究的表面缺陷类型为单电子氧空位缺陷（VO），然而另一种坐落于SnO2表面的缺陷 超氧复合自由基（Sn4-O2-）却未被引起足够的重 视。与VO缺陷中心相比，电子在Sn4-O2-上理论上更容易与NO2分子发生作用从 而增强灵敏度，原因在于电子坐落于吸附的O2分子上， 远离SnO2晶格对其的束缚。然而，这种具有特殊结构的缺陷与材料灵敏度的关 系还未被研究过。2015年，中国科学院新疆理化技术研 究所环境科学与技
3、术研究室窦新存团队为了在材料表面引入这种缺陷，设计并构建了热力学 不稳定的制备条件，科研人员以极不稳定的SnCl4作为原 料，利用冰浴控制反应温度以阻止其激烈的水解反应，再利用高温高压的水热环境瞬间打 破前驱体溶液的亚稳态从而获得缺陷。基于该方法能够 成功地将Sn4-O2-引入材料表面，利用这种材料制备的传感器对ppb浓度量级的NO2具有 超灵敏的传感特性（对200ppb的NO2响应高达35350倍 ）。与近年来相关文献报道相比，该材料是目前世界上最灵敏的NO2传感材 料。此外，科研人员通过实验首次证明了材料表面Sn4- O2-数量的微小改变就能引起材料敏感性能的巨大变化。基于这种材料的传感器具有 长期稳定性，良好的重复性、选择性，以及在紫外光下 迅速恢复等一系列优异的传感特性，可为传感器的工业化生产提供有力的保障。相关研究成果以 Communication形式发表在Small上，并被 “MaterialsViews中国”作为亮点报道。该工作得到国家自然科学基金、 中科院“百人计划”、西部之光、新疆维吾尔自治区杰 青等项目的资助。转载请注明文章出处，谢谢。超声波塑料焊接机 ty72htvv
