近日，仪器分析化学研究室微型分析仪器研究组（105组）耿旭辉研究员、关亚风研究员团队研制出一种基于电流体动力学（EHD）喷射打印技术原位打印的双层结构H₂S传感器。该传感器具有灵敏度高、响应速度快、长期稳定性好、使用寿命长等性能特点，在环境监测和H₂S泄漏预警等领域具有广阔的应用前景。

所打印的传感膜由Pd@TiO₂覆盖层（多孔催化传感层）、SnO₂底层（电子传输层）和Sn-Ti过渡层组成。在覆盖层中加入TiO₂纳米颗粒（NPs），一步烧结后形成多孔结构。比表面积的增加和异质结的形成有效地提高了传感器的灵敏度。PdO NPs负载在TiO₂ NPs表面，其催化作用进一步提高了气敏性能。相对致密的底层和稳定的过渡层提高了传感器的长期稳定性。该传感器并未采用复杂的材料合成过程，而是通过常见的金属氧化物前驱体溶液原位打印制得，并表现出优异的综合性能。双层传感器对5 ppm H₂S的响应值可达17.9，是SnO₂单层传感器的6.8倍；检出限为6 ppb，线性范围为0.02-10 ppm H₂S；响应时间和恢复时间分别为7 s和45 s （2ppm H₂S）。经过9个月的间歇测量，传感器对2 ppm H₂S的响应仅下降10.6%。

该工作还证明了利用EHD喷射打印技术制造多层结构可调控传感器的可行性，所涉及的设计思想可以进一步扩展到其他气体传感元件的制造中。

相关成果以“In situ preparation of SnO₂/Pd@TiO₂ bilayer sensor for highly sensitive and fast detection of H₂S based on electrohydrodynamic jet printing”为题，发表在Sensors and Actuators: B. Chemica期刊上。该工作的第一作者为我所105组博士研究生李佳敏。该工作得到了国家自然科学基金、中国科学院基金等项目的资助。（文/图 李佳敏）

文章链接：https://doi.org/10.1016/j.snb.2024.135591