近日，我院謝萬(wàn)峰課題組聯(lián)合復(fù)旦大學(xué)鄧勇輝課題組在國(guó)際頂級(jí)期刊《Advanced Functional Materials》(中科院一區(qū)，影響因子：19.00)上發(fā)表題為“Chemiresistive Gas Sensors Based on Highly Permeable Sn-doped Bismuth Subcarbonate Microspheres: Facile Synthesis, Sensing Performance, and Mechanism Study”的研究論文。(https://doi.org/10.1002/adfm.202304718)。青島大學(xué)為第一完成單位，青島大學(xué)2021級(jí)碩士研究生黃昕宇（導(dǎo)師：謝萬(wàn)峰）為論文第一作者，青島大學(xué)謝萬(wàn)峰老師與內(nèi)蒙古大學(xué)武利民教授以及復(fù)旦大學(xué)鄧勇輝教授為共同通訊作者。該研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金、傳感技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室等項(xiàng)目的支持。
由于乙酸（CH3COOH）在化工、醫(yī)療和餐飲行業(yè)的廣泛應(yīng)用，在多場(chǎng)景下選擇性地檢測(cè)醋酸是具有重要意義的。近期，基于金屬氧化物半導(dǎo)體（MOS）的化學(xué)電阻式氣體傳感器已被廣泛用于檢測(cè)各種氣體，但仍需要開(kāi)發(fā)具有新型納米結(jié)構(gòu)的MOS以提高其氣體傳感性能。本研究通過(guò)調(diào)控水熱反應(yīng)中配體的動(dòng)力學(xué)平衡，一步合成了具有高滲透性層狀結(jié)構(gòu)的錫（Sn）摻雜次碳酸鉍（Bi2O2CO3，簡(jiǎn)稱BCO）微球。其中，基于3 at% Sn摻雜BCO微球的氣體傳感器顯示出優(yōu)異的傳感性能。此外，通過(guò)原位紅外光譜（in-situ DRIFTS）發(fā)現(xiàn)了全新的乙酸氣體傳感反應(yīng)機(jī)理；同時(shí)通過(guò)密度泛函理論（DFT）揭示了Sn摻雜策略在乙酸傳感中的重要作用。本研究為 Bi 基半導(dǎo)體材料的各種應(yīng)用（如化學(xué)電阻傳感、催化、能量存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)換）提供了簡(jiǎn)易的合成路線、巧妙的納米結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和充分的機(jī)理研究。
