从废催化剂中提取ZnO实现室温下NH3的快速检测：资源循环与传感材料创新

研究人员针对废锌基催化剂污染和资源浪费问题，通过酸浸法提取ZnO并制备室温NH3传感器。该传感器对500 ppm NH3响应值达101，响应/恢复时间仅8/3秒，兼具高选择性和稳定性，为废催化剂高值化利用和气体检测提供了低成本解决方案，推动循环经济发展。

　　

在化工生产和农业活动中，氨气（NH₃）作为常见有毒气体，其泄漏可能引发呼吸系统损伤和生态污染。与此同时，锌基催化剂因活性衰减产生的数百万吨废催化剂，既占用土地又含重金属污染风险。如何将这类“环境负担”转化为“功能材料”，成为资源循环领域的关键挑战。

针对这一双重难题，新疆大学的研究团队创新性地从废催化剂中提取氧化锌（ZnO），开发出高性能室温NH₃传感器，研究成果发表于《Sensors and Actuators B: Chemical》。该工作通过X射线荧光光谱（XRF）和扫描电镜（SEM）确认废催化剂含76.7%的锌元素，采用酸浸-煅烧法获得纯ZnO，经750℃处理的Z2样品展现出101的响应值和8/3秒的超快动力学性能，突破了传统传感器需加热工作的限制。

关键技术方法
研究团队通过机械研磨、酸浸提纯和梯度煅烧（400-750℃）从新疆金派环保科技公司提供的废催化剂中回收ZnO，采用X射线衍射（XRD）和透射电镜（TEM）验证材料纯度，通过气敏测试系统评估不同煅烧温度样品对NH₃的响应特性，并与商业ZnO对比性能。

研究结果

1. 废催化剂表征：XRF显示Zn、S、Na为主要成分，SEM-EDX证实锌元素均匀分布，为回收提供可行性依据。
2. 材料特性：XRD谱图与标准ZnO卡片（JCPDS 36-1451）完全匹配，FT-IR在400-600 cm^-1出现Zn-O特征峰，TEM显示20-50 nm的颗粒形貌。
3. 传感性能：Z2样品对500 ppm NH₃的响应值达商业ZnO的3.2倍，且对乙醇、丙酮等干扰气体选择性比＞4.5，30天测试后信号衰减＜5%。

结论与意义
该研究开创了“废催化剂→功能材料→气体检测”的全链条技术路径：一方面通过酸浸法将废催化剂转化为高纯度ZnO，降低传感材料生产成本40%以上；另一方面开发的室温传感器解决了传统金属氧化物传感器能耗高的问题，其8秒快速响应能力可满足工业泄漏实时监测需求。新疆大学团队提出的资源化策略，为电子废弃物高值化利用和《“十四五”循环经济发展规划》提供了示范案例，兼具环境效益与产业化潜力。