由于世界范围内迅速的工业和农业革命，空气污染是一个重大的全球性问题。气体特别是有害气体的检测为人们提供了空气污染的预警和应急，对环境保护和个人健康具有重要意义。近日，中山大学Jin Wu、北京航空航天大学Xiaotian Wang、北京科技大学Lin Qiu等研究人员，利用简便、一步热液法制备了SnO₂修饰的氧化石墨烯水凝胶(SnO₂/RGOH)，该水凝胶具有用于NO₂气体检测的三维多孔结构。不同的材料表征显示了氧化石墨烯的有效脱氧作用和纳米金红石SnO₂纳米粒子在3D RGOH上的原位生长。与原始RGOH相比，SnO₂/RGOH的检测限(LOD)明显降低，灵敏度提高了一个数量级，反映了SnO₂ NPs在改善NO₂传感性能方面的显著作用。在室温下，获得了极低的理论LOD，即2.8 ppb。RGOH与SnO₂界面形成的p-n异质结促进了电荷转移，提高了杂化材料检测NO₂的灵敏度和导电性。考虑到现有的基于SnO₂/RGO的NO₂传感器在湿度条件下易损，采用集成微加热器有效抑制了传感器对湿度的响应，对NO₂的响应几乎未受影响，提高了传感器的选择性。值得注意的是，在液晶聚合物基板上构建了具有机械变形耐受性的柔性NO₂传感器。该工作表明了将合理的材料杂交、三维结构工程和温度调制相结合优化传感器气敏性能的可行性。

Jin Wu, Zixuan Wu, Haojun Ding, et al. Three-Dimensional Graphene Hydrogel Decorated with SnO2 for High-Performance NO₂ Sensing with Enhanced Immunity to Humidity. ACS Applied Materials & Interfaces, 2020.

DOI: 10.1021/acsami.9b18098

https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsami.9b18098