EuVO4 /石墨烯量子点复合材料的制备及其对三乙胺气敏性能的增强机制研究

针对工业废气中三乙胺(TEA)的高效检测需求，研究人员通过水热法成功合成EuVO4 /石墨烯量子点(GQDs)纳米复合材料。实验表明，该传感器在290℃下对100 ppm三乙胺的响应值达21.536，响应/恢复时间仅5 s/10 s，检测限低至1 ppm，且具备优异的选择性和湿度稳定性，为有毒气体监测提供了新型解决方案。

　　

随着工业发展，三乙胺(TEA)作为重要化工原料，其泄漏引发的爆炸风险和健康威胁日益凸显。这种具有氨味的无色液体不仅会引发肺水肿，还会造成皮肤化学灼伤。然而现有传感器难以兼顾快速响应、高灵敏度和抗干扰能力。稀土钒酸盐材料因其独特的d-f电子结构和热稳定性，在气体传感领域展现出潜力，但纯EuVO₄
的响应性能仍有局限。

甘肃某高校研究团队创新性地将EuVO₄
与石墨烯量子点(GQDs)复合，通过精确控制水热条件(180℃, 10 h)，制备出新型纳米复合材料。该成果发表于《Applied Surface Science》，揭示了GQDs对气敏性能的增强机制。研究采用多尺度表征技术：SEM(扫描电镜)观察形貌，XRD(X射线衍射)确认四方晶系结构，XPS(X射线光电子能谱)分析元素价态，UV-Vis(紫外-可见光谱)测定带隙变化，并通过WS-60B系统测试气敏性能。

【传感器制备过程】
通过浆料涂覆法将复合材料负载于陶瓷管表面，经120℃老化处理后构建传感器件。测试系统通过电阻变化量化气体响应，发现GQDs的引入显著提高了载流子迁移率。

【形貌与表征】
XRD显示复合材料保持EuVO₄
特征峰(2θ=24.578°等)，HRTEM(高分辨透射电镜)观察到GQDs均匀分散。拉曼光谱中1350 cm^-1
(D带)与1580 cm^-1
(G带)证实碳材料成功复合，比表面积增加至纯材料的3倍。

【结论】
该研究突破性发现：

1. GQDs使响应值提升3倍(21.536 vs 7.2)，归因于p-p共轭网络增强电子传输；
2. 5秒超快响应源于GQDs边缘羧基对TEA的特异性吸附；
3. 在70%湿度下仍保持90%性能，羟基官能团赋予优异抗湿性。

这项工作不仅为稀土钒酸盐传感器性能优化提供新思路，其1 ppm检测限更满足工业现场监测需求。未来通过调控GQDs层数(3-10层)或可进一步优化选择性，在化工安全、环境监测等领域具有重要应用前景。