双金属 AuxPt(1 - x)纳米粒子修饰 In2O3/rGO 异质结构：室温检测 ppb 级 NO2的创新突破

为解决传统化学电阻式气体传感器在检测 NO2时存在的诸多问题，研究人员开展双金属 AuxPt(1 - x)修饰 In2O3/rGO 异质结构用于检测 NO2的研究，发现优化后的传感器性能卓越，对 NO2检测意义重大。

　　在科技飞速发展的今天，气体传感器的应用越来越广泛，从保障人们日常出行安全的汽车尾气监测，到守护工厂工人健康的工业废气检测，它都发挥着关键作用。然而，传统的化学电阻式气体传感器在检测 NO₂这类有毒气体时，却面临着重重挑战。通常，这类传感器采用半导体氧化物材料（SOMs）作为传感元件，虽然在高温下（>200°C）能有效工作，但高温不仅会导致传感器稳定性和灵敏度下降，还会大幅增加功耗，甚至加速材料老化，缩短传感器使用寿命。而且，现有的传感器在检测低浓度 NO₂时，灵敏度有限，选择性也不够理想，响应和恢复时间较长。在 NO₂浓度极低时，比如低于美国环境保护署规定的年暴露限值 53 ppb 时，检测效果更是不尽人意。为了攻克这些难题，提升气体传感器检测 NO₂的能力，研究人员开展了深入研究。

研究人员通过简单的溶剂热法结合后续热处理策略，合成了多种材料，包括原始 In₂O₃、不同的 In₂O₃/rGO 异质结构（HRs）、Au_xPt_{(1 - x)}-In₂O₃复合材料以及 Au_xPt_{(1 - x)}负载的 In₂O₃/rGO HRs，并将其应用于化学电阻式传感器。在研究过程中，运用了粉末 X 射线衍射（XRD）和拉曼分析等技术，对材料的结构、形态和电子特性进行了全面表征。

在研究结果方面，首先是气体传感性能研究。研究发现，In₂O₃与 rGO 形成异质结后，其 NO₂传感性能得到了提升。而在 In₂O₃/rGO HRs 中添加 Au_xPt_{(1 - x)}纳米粒子（NPs）后，传感性能进一步增强。各种传感器，如原始 In₂O₃、In₂O₃/rGO HRs、Au_1.0-In₂O₃、Pt_1.0-In₂O₃、Au_xPt_{(1 - x)}-In₂O₃（x = 0.25, 0.5, 0.75）以及 Au_0.75Pt_0.25-In₂O₃/rGO HRs，都对 NO₂气体表现出了良好的选择性。其中，优化后的 Au_0.75Pt_0.25-In₂O₃/rGO HRs 在 30°C 下对 1 ppm NO₂展现出超高的响应值 2889，分别是原始 In₂O₃（255）的 11.3 倍和 In₂O₃/rGO - 3 HRs 传感器（1127）的 2.6 倍。并且，它还能检测到 5 ppb 的 NO₂，响应值为 29。

综合来看，该研究成功合成了 In₂O₃微花及其与 rGO 的异质结，并添加了 Au_xPt_{1 - x}双金属。这些材料在室温下检测痕量 NO₂展现出巨大潜力。研究成果为气体传感器领域带来了新的突破，优化后的材料有望应用于实际环境监测，有效检测空气中低浓度的 NO₂，保障人们的健康。同时，也为后续开发更高效、更灵敏的气体传感器提供了重要的理论和实践依据，推动了气体传感技术的进一步发展。