研究背景
挥发性硫化合物的检测在工业安全生产、环境监测、食品加工及疾病诊断等领域发挥着重要作用。烯丙硫醇，是一种在制造业中广泛使用的挥发性硫化合物，其泄漏可引起严重的皮肤和呼吸道刺激，甚至导致头晕或呕吐。此外，研究发现烯丙硫醇为心理压力疾病的生物标志物。因此，对低含量（ppb 级）的烯丙硫醇实现快速、实时的监测至关重要。
传统的检测方法如气相色谱-质谱法具有成本高、操作复杂、难以实时、现场检测等缺点。半导体金属氧化物气体传感器具有制备简单、成本低、灵敏度高、易于集成、可实时监测等优点，被广泛用于挥发性有机物的检测。但是，开发用于 ppb 级烯丙硫醇实时、高效检测的半导体金属氧化物气体传感器仍存在挑战。
研究内容
图1 介孔 Au/Ce-SnO2 纳米球对挥发性硫化合物的协同敏化效应机理图
图2 介孔 Au/Ce-SnO2 纳米球的结构表征
图3 无线气体检测设备的制备及其对烯丙硫醇的实时、选择性检测
Au/Ce-SnO2 气体传感器的卓越性能归因于其介孔 SnO2 孔道内的协同敏化效应，其中 Au 单原子的修饰促进了氧气和目标气体的吸附，Ce 掺杂剂增强了电子转移和目标气体的氧化反应。
该工作为高性能半导体金属氧化物气敏材料的设计与合成提供了新的思路，该气体传感器有望用于大气污染物监测、食品安全检测、心理压力疾病诊断等领域。相关工作以“Synergistic sensitization effects of single-atom gold and cerium dopant on mesoporous SnO2 nanospheres for enhanced volatile sulfur compound sensing”(《基于单原子金和铈掺杂协同增敏效应增强介孔 SnO2 纳米球对挥发性硫化合物的传感性能》)为题发表在英国皇家化学会期刊 Materials Horizons 上，并入选为 Front cover。
论文信息
Synergistic sensitization effects of single-atom gold and cerium dopant on mesoporous SnO2 nanospheres for enhanced volatile sulfur compound sensing
Ping Li, Zizheng Wang, Youyou Feng, Bingxi Feng, Dong Cheng and Jing Wei*（魏晶，西安交通大学）
Mater. Horiz., 2024, 11, 3038-3047
https://doi.org/10.1039/D4MH00507D
作者简介
相关期刊
rsc.li/materials-horizons
Mater. Horiz.
| 2-年影响因子* | 12.2分 |
| 5-年影响因子* | 12.5分 |
| JCR 分区* | Q1 材料科学-跨学科 Q1 化学-跨学科 |
| CiteScore 分† | 18.9分18 |
| 中位一审周期‡ | 38 天 |
Materials Horizons 是材料科学领域的领导性期刊，发表高质量、高创新性的研究成果。该期刊侧重于原创性研究，强调所发表的论文要提出新的概念或新的思维方式（概念上的进展），而不是以报道技术方面的进展为主。当然，在概念上未有创新但实现了突破性进展的杰出工作（例如材料性能突破已有纪录）也有被发表的机会。另外，该刊要求所发表的论文能引起材料科学各领域读者的广泛兴趣。
Martina Stenzel
🇦🇺 新南威尔士大学
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* 2023 Journal Citation Reports (Clarivate, 2024)
† CiteScore 2023 by Elsevier
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