通讯单位：吉林大学
便携式、灵敏的混合型固态电解质(MPSE)气体传感器能够无创、廉价地检测呼出的生物标志物，对于方便疾病诊断和节约医疗资源具有重要意义。然而，高工作温度仍然是阻碍MPSE气体传感器应用于疾病诊断的主要瓶颈之一。
基于此，吉林大学卢革宇教授和刘方猛教授首次利用K2Fe4O7电解质和一系列水热合成的Ni/Fe?MOF(Ni/Fe簇在1,4-H2BDC)传感电极(SEs)，开发并制备了新型室温电位型MPSE气体传感器，用于检测ppb水平的NO。通过电化学阻抗谱(EIS)、循环伏安法(CV)和极化曲线等方法研究了该传感器的传感机理。
图1. 合成的传感器原理图。
相关工作以“Room-Temperature Mixed-Potential Typeppb-Level NO Sensors Based on K2Fe4O7 Electrolyte and Ni/Fe-MOF Sensing Electrodes”为题发表在ACS Sensors上。
图2. (a) Ni-MOF，(b) Ni-Fe-MOF1，(c) Ni-Fe-MOF2，(d) Fe-MOF的SEM图像。
研究人员发现，在不同的MOF SE中，添加Ni?MOF SE的传感器具有最高的NO灵敏度。通过循环伏安法(CV)和电化学阻抗谱(EIS)测试证实，这是由于较低的氧还原反应活性和增强的NO电化学催化反应活性所致。
该NO传感器展现出低检测限(20ppb)、快速响应/恢复特性(17 s/6 s至50 ppb NO)、优异的选择性、可接受的重复性以及在25°C和60%RH条件下34天的NO的长期稳定性。
研究人员进一步通过EIS和CV试验研究了湿度对传感性能的影响机理。该工作为基于混合电位机制的室温固态电解质气体传感器的开发提供了新的思路，拓宽了潜在的应用领域
图3.(a)Sensor1， (b) Sensor2，(c) Sensor3，和(d) Sensor4的响应值(ΔV)对25°C和60%RH下NO浓度的依赖性。
图4. Sensor1、Sensor2、Sensor3和Sensor4在500ppb NO条件下25°C和60%RH条件下的(a)CV曲线和(b)Nyquist图。(c)Ni 2p和(d) Fe 2p的XPS光谱。
图5. (a) Sensor1在25°C和60%RH条件下对不同NO浓度的响应瞬态。对(b) 50 ppb NO、(c) 100 ppb NO和(d) 1ppm NO的响应和恢复特性。
链接：
https://doi.org/10.1021/acssensors.1c01838
声明：本站部分 章内容系出于传递信息之目的源自于第三方 站转载，行业企业、终端用户投稿。若对稿件内容有任何疑问或质疑，请立即与本 站联系，本 站将迅速给予回应并第一时间做出处理（联系邮箱：jinwei@zod.com.cn）。