近日,团队在国际著名学术期刊Chemical Engineering Journal [2026, 539: 177250] (IF=13.2,一区TOP)上发表题为“Indium-doped CuSnO3 perovskite hybrids for chemiresistive CO sensing”的研究论文。胡敬副教授和刘波教授为通讯作者,研究生顾林炎和钱杨涛为共同第一作者。
该工作基于钙钛矿型三元金属氧化物(CuSnO3)的独特晶体结构,通过掺杂调节Cu位点优化材料表面的缺陷种类和数量,进而提升其对CO气体的吸附和传感性能。研究采用室温共沉淀结合高温煅烧策略,成功制备了铟掺杂钙钛矿结构Cu1-xInxSnO3复合材料,系统对比了掺杂前后传感器对CO的气敏性能。结果显示,In3+掺杂复合材料不仅表现出优异的选择性和稳定性,还能在1–100 ppm浓度范围内实现对CO的有效检测,并保持良好的线性关系(R2> 0.99),理论检测限低至16.1 ppb。在250 °C下,Cu1-xInxSnO3对100 ppm CO的响应值(Ra/Rg)高达8.5,约为纯相CuSnO3的2倍,响应/恢复时间由30/118 s显著优化至18/73 s。其性能提升可归因于In3+掺杂带来的比表面积和氧空位浓度增加,提供了更多的CO活性吸附位点;此外,In3+掺杂引起的电荷补偿效应诱导形成了高活性的Cu2+/Cu+氧化还原对,进一步增强了该传感器对CO的选择性吸附。该研究充分展示了钙钛矿结构Cu1-xInxSnO3材料作为高性能CO感知材料的巨大潜力。
该工作得到国家自然科学基金项目(Nos. 61904118,52303130)支持。
