基于δ-MnO2/WO3纳米异质结的三乙胺传感器：低温高效检测新策略

针对金属氧化物半导体(MOS)传感器在检测三乙胺(TEA)时面临的高灵敏度、低工作温度和痕量检测等挑战，研究人员开发了一种新型δ-MnO2/WO3(WMn)异质结复合材料。通过两步溶剂热法构建的纳米结构实现了515.37的超高响应值和15.91 ppb的检测限，为工业安全监测提供了创新解决方案。

　　

三乙胺(TEA)作为重要的挥发性有机化合物(VOC)，在化工、制药和渔业等领域广泛应用，但其易燃易爆特性及对人体呼吸系统的危害亟需开发高性能检测技术。传统金属氧化物半导体(MOS)传感器虽成本低廉，却面临工作温度高、灵敏度不足等瓶颈。西北工业大学的研究团队创新性地将二维层状δ-MnO₂与n型半导体WO₃结合，通过界面工程构建了具有超低检测限的纳米异质结传感器，相关成果发表于《Sensors and Actuators B: Chemical》。

研究采用两步溶剂热法：首先合成δ-MnO₂纳米片，再与WCl₆前驱体反应生成WMn异质结。通过XRD、Raman和SEM等表征手段确认材料结构，并系统测试了不同温度、浓度下的气敏性能。

结构表征
XRD显示δ-MnO₂的(003)晶面特征峰，Raman光谱中638 cm^-1处的Mn-O振动峰证实层状结构。SEM观察到WO₃基质包覆δ-MnO₂纳米片的独特形貌，形成丰富的活性位点。

气敏性能
优化后的WMn1传感器在140°C下对20 ppm TEA响应值达515.37，检测限低至15.91 ppb。其优异性能源于n-p异质结的协同效应：电子敏化降低界面电阻，化学敏化增强表面氧吸附能力，二者共同优化了电荷传输动力学。

结论与意义
该研究通过精准调控异质结界面，实现了TEA传感器在低温条件下的超高灵敏度检测，为工业环境监测提供了新材料设计范式。δ-MnO₂的层状结构优势与WO₃的稳定特性相结合，展现出在VOC检测领域的广阔应用前景。