华南师范大学化学学院教授兰亚乾团队联合中国科学院福建物质结构研究所研究员徐刚在化学电阻型气体传感应用研究中取得重要进展,实现室温下对NO2的高灵敏度和特异性传感。2022年1月11日,相关研究发表于《德国应用化学》。兰亚乾、陈宜法和徐刚为该论文共同通讯作者,华南师范大学为第一完成单位。
这种由非线性桥联配体和卟啉组分组装的COF材料大大降低了层间应力,使超薄纳米片的直接合成成为可能。预先设计的卟啉环可作为其表面可修饰的位置进行后金属化,有效地实现传感性能的改善。金属化的Co‐TPCOF对NO2表现出高度的特异性,是已报道的2D材料和COF材料中灵敏度最高的材料之一,具有6.8×10‐9的超低检测限以及快速的响应速度。

此外,通过密度泛函(DFT)计算以及原位红外表征对传感机理进行了深入的研究,揭示了钴卟啉中心的重要作用,提出其可能的NO2传感作用机理。该工作克服了用于化学电阻气体传感的传统2D材料的表面化学惰性,合成了一系列基于COF的后修饰的2D纳米材料,有效地改善了材料的传感性能,实现室温下对NO2的高灵敏度和特异性传感。
该项研究将为设计更多具有丰富表面化学性质的2D传感材料提供新的途径。
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