微纳传感与人工智能感知山西省重点实验室在《Sensors and Actuators B: Chemical》(SCI一区 IF 9.221)发表题为“用于检测宽范围二氧化碳、由一锅法制备的聚乙烯亚胺/聚乙二醇(PEI/PEG)功能化黑磷(BP)的气体传感器” (PEI/PEG functionalized Black Phosphorus prepared by a One-Pot method for a wide detection range CO2 gas sensor) 的研究论文。工业生产、车辆排放、微生物培养等领域迫切需要对二氧化碳(CO2)进行宽范围的检测。黑磷因其直接带隙和高载流子迁移率,在气体检测领域引起了广泛关注。目前,许多研究人员使用PEI/PEG功能化二维材料来检测二氧化碳。然而,基于PEI/PEG功能化二维材料的CO2气体传感器检测范围仍需进一步提升。
在该工作中,大量的气敏测试结果表明,PEI/PEG-BP传感器对CO2的检测范围可达0.02%-25%,并且传感器具有高的选择性和良好的重复性。PEI/PEG-BP传感器优异的气敏性能归因于中孔和大孔结构、氨基团的识别功能以及BP与PEI之间形成的P-N异质结。PEI/PEG-BP传感器的研究为PEI/PEG功能化二维材料的制备提供了基础,并为研究二维材料与聚合物半导体的复合提供了理论依据。
课题组硕士研究生刘琭琭、桑胜波教授为本工作共同第一作者,韩丹副教授为通讯作者。本研究得到了国家自然科学基金、山西省重点研发计划的大力支持。