新疆理化所非制式爆炸物气氛识别检测研究取得进展

本文摘要：针对非制式爆炸物气氛检测领域面对的问题以及金属硫化物纳米晶不存在的缺点，中国科学院新疆化学系技术研究所环境科学与技术研究室科研人员制取出有了稳定性低、重复性好、检测限低、响应速度慢的ZnS纳米晶基传感器阵列。 基于ZnS纳米晶的传感器阵列对爆炸物气氛的识别性检测示意图 非制式爆炸物由于成分简单、挥发性较低，对其辨识检测是一个世界难题。

针对非制式爆炸物气氛检测领域面对的问题以及金属硫化物纳米晶不存在的缺点，中国科学院新疆化学系技术研究所环境科学与技术研究室科研人员制取出有了稳定性低、重复性好、检测限低、响应速度慢的ZnS纳米晶基传感器阵列。　　基于ZnS纳米晶的传感器阵列对爆炸物气氛的识别性检测示意图　　非制式爆炸物由于成分简单、挥发性较低，对其辨识检测是一个世界难题。基于金属氧化物或硫化物半导体的爆炸物气氛检测技术具备材料制取非常简单、非认识取样、稳定性低、多功能构建、成本较低、可以批量生产等优点，为爆炸物探测器的阵列化构建、微型便携简化和高灵敏辨识检测获取了路径。金属硫化物具备与金属氧化物互为类似于的化学系性质，且金属硫化物纳米晶具备制取非常简单、比表面积大、表面态更容易调控等优点。

然而，显的金属硫化物纳米晶半导体气敏材料不存在着灵敏度较低、响应速度快以及高温条件下易水解等缺点，而这些缺点制约其在半导体气敏材料领域的广泛应用。　　针对非制式爆炸物气氛检测领域面对的问题以及金属硫化物纳米晶不存在的缺点，中国科学院新疆化学系技术研究所环境科学与技术研究室科研人员利用锰离子掺入的表面态调控策略，对ZnS纳米晶的表面氧导电量、载流子浓度以及电子耗尽层展开了有效地调控，构建了对ZnS纳米晶气惠性能的高效率调节，制取出有了稳定性低、重复性好、检测限低、响应速度慢的ZnS纳米晶基传感器阵列。

同时，通过基于热力学和动力学参数的雷达图分析法，其所制取的8地下通道ZnS基传感器阵列构建了在室温下对非制式爆炸物及其原料较慢（检测时间不多达13秒）、高灵敏、识别性检测。此外，该传感器阵列需要对少见的制式爆炸物的气氛展开辨识检测。

　　该研究建构的基于ZnS纳米晶的高性能爆炸物气氛传感器阵列，为非制式爆炸物的非认识、现场辨识检测获取了新的有可能。同时，其中的金属硫化物纳米晶表面态调控思想，为研发灵敏度低、选择性好、响应速度慢的微型化传感器及其阵列获取了新的思路。　　涉及研究成果公开发表在AdvancedFunctionalMaterials上。该工作获得了国家自然科学基金、中科院百人计划等项目的资助。

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