综述：基于功能纳米材料的电化学和电阻式氢传感器研究进展

（编辑推荐）本综述系统阐述了金属纳米颗粒（MNPs）和二维（2D）纳米材料（如金属氧化物/硫化物、石墨烯、MXene、MOF等）在电化学与电阻式氢（H2）传感器中的应用，揭示了其高比表面积、快速吸附/解吸特性对提升传感器灵敏度、选择性和稳定性的机制，为开发室温高效H2检测技术提供重要参考。

　　

Abstract

氢作为一种轻质无色无味的气体，在空气中浓度超过4%时具有爆炸风险，其物理检测极具挑战性。金属纳米颗粒（MNPs）和二维纳米材料（如金属氧化物、硫化物的半导体材料、石墨烯、MXene、金属-有机框架MOF及聚合物杂化纳米复合材料）因其高比表面积、丰富活性位点、多孔结构和长期稳定性，成为电化学和电阻式氢传感器的理想选择。尤其片层结构和平坦表面能加速气体吸附/解吸过程，显著提升传感器响应速度与恢复性能。

Graphical Abstract

碳基纳米材料、半导体金属氧化物和金属纳米颗粒构建的传感器展现出卓越性能：快速响应/恢复时间、高选择性、宽检测范围和低检测限。这些传感器在室温和高温环境下均能高效检测H₂，为实时监测提供新思路。

传感机制

• •

  电化学传感：依赖H₂在电极表面氧化还原反应产生的电流信号，MXene和MOF材料的高导电性可放大信号。

• •

  电阻式传感：H₂吸附改变材料电阻值，金属氧化物（如SnO₂）的氧空位作为活性中心增强气体敏感性。

挑战与展望

当前技术面临湿度干扰、长期稳定性不足等问题。未来需优化材料界面工程，开发柔性可穿戴传感器，并推动其商业化应用。

Conflict of Interests

作者声明无利益冲突。