Sn/Ni共掺杂Co₃O₄气敏膜

丙酮响应提升两个量级

共掺杂引入不对称氧空位，在低温下大幅增强p型Co₃O₄对丙酮的催化氧化，使传感器首次具备呼出气糖尿病筛查所需的灵敏度与湿度耐受性。

Xiaohua, Ji · Chang, Junqing · Deng, Zanhong · 沈成银 · Li, Meng · 王时茂 · Libing, You · Mahesh, Kumar · 方晓东 · 孟钢

Sensors and Actuators, B: Chemical 2024

参数信息

响应值

125.6

检测限

12.4 ppb

最佳工作温度

70 °C

呼出气检测温度

150 °C

技术优势

响应提升两个量级

共掺杂引入的不对称氧空位促进丙酮在低温下的催化氧化，大幅提高响应。

检测限大幅降低

检测限从47.9 ppb降至12.4 ppb，可检测更低浓度的丙酮。

工作温度降低

最佳工作温度从130 °C降至约70 °C，有利于低功耗和便携应用。

高湿下检测呼出气

传感器可在高度潮湿背景下于150 °C可靠检测呼出气中的丙酮浓度，适用于真实呼吸样本。

应用场景

• 糖尿病呼气诊断：可在高湿呼出气中检测低浓度丙酮，用于糖尿病无创筛查。
• 便携式气体传感器：工作温度降至70 °C，降低功耗，利于便携化。
• 呼出气分析：可在高湿背景气中可靠检测呼出气丙酮浓度。
• 可穿戴健康监测：低工作温度和低检测限适配可穿戴设备，连续监测呼气标志物。