監(jiān)測(cè)環(huán)境中氣體成分的變化對(duì)未來的工業(yè)生產(chǎn)和日常活動(dòng)越來越重要。這種監(jiān)測(cè)的有效性在很大程度上取決于氣體傳感器的可靠性和性能。目前，主要基于ZnO、SnO₂和WO₃等金屬氧化物的化學(xué)電阻氣體傳感器[3]因其成本效益和易于制備而在各種氣體監(jiān)測(cè)場(chǎng)景中得到了廣泛的應(yīng)用。然而，傳統(tǒng)的金屬氧化物半導(dǎo)體（MOS）傳感器面臨著與低選擇性、高工作溫度和有限的長(zhǎng)期穩(wěn)定性相關(guān)的挑戰(zhàn)。相反，電化學(xué)氣體傳感器具有能耗低（可在室溫下操作）和選擇性高等優(yōu)點(diǎn)。然而，它們的廣泛采用仍然有限，主要是由于與碳載鉑（Pt/C）等貴金屬催化劑相關(guān)的高生產(chǎn)成本，以及與傳統(tǒng)鉑（Pt）基氣體傳感器的長(zhǎng)期穩(wěn)定性有關(guān)的問題。迫切需要開發(fā)對(duì)目標(biāo)氣體具有特殊敏感性的具有成本效益和耐用性的催化材料。

二氧化氮（NO₂）是一種重要的空氣污染物，主要來自車輛發(fā)動(dòng)機(jī)和工業(yè)活動(dòng)，對(duì)環(huán)境和健康構(gòu)成風(fēng)險(xiǎn)。監(jiān)管干預(yù)旨在減少人為氮氧化物排放。目前的NO₂檢測(cè)方法利用氣相色譜質(zhì)譜儀、紅外吸收傳感器和化學(xué)電阻氣體傳感器。然而，設(shè)備成本、測(cè)試復(fù)雜性和高工作溫度等挑戰(zhàn)依然存在。雖然碳化鈦/L-（Ti₃C₂T_x/γ-PGA）化學(xué)電阻氣體傳感器顯示出比Ti₃C₂T_x更好的響應(yīng)，但穩(wěn)定性仍然是一個(gè)問題。同樣，分級(jí)C-MoS₂化學(xué)電阻氣體傳感器在低NO₂濃度（5 ppb）下表現(xiàn)出優(yōu)異的性能，但恢復(fù)時(shí)間較慢（50分鐘）。因此，開發(fā)具有更高靈敏度、穩(wěn)定性和NO₂檢測(cè)選擇性的電化學(xué)傳感器至關(guān)重要。

1. 本工作介紹了一種新型、經(jīng)濟(jì)高效的電化學(xué)傳感器，該傳感器使用氮摻雜氧化銦In₂O_3?xN_2x/3V_x/3（0.01≤x≤0.14），通過不同的氮化時(shí)間合成。

2. 優(yōu)化的In₂O₃ N-40分鐘傳感器在環(huán)境溫度下顯示出771 nA至10 ppm二氧化氮（NO₂）的顯著響應(yīng)電流，具有出色的長(zhǎng)期穩(wěn)定性（超過30天）和快速響應(yīng)/恢復(fù)時(shí)間（5/16秒）。

3. 與Pt/C傳感器相比，它的響應(yīng)時(shí)間和恢復(fù)時(shí)間分別縮短了84%和67%，一個(gè)月后性能保持在98%，而Pt/C的性能為68%。

來源：傳感器專家網(wǎng)