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H₂S是一種易燃、易爆、有腐蝕性的窒息性劇毒氣體，存在于石油開(kāi)采、石油提煉、天然氣井、礦井、造紙、印染、制藥、污水處理等多個(gè)行業(yè)。因H₂S泄露導致的中毒事故時(shí)有發(fā)生，因此進(jìn)一步強化H₂S的監測預警十分重要。

盡管金屬氧化物半導體型H2S傳感器具有尺寸小、功耗低、易于布網(wǎng)等優(yōu)點(diǎn)，但絕大部分H2S傳感器需要在較高的工作溫度（~150 – 350 °C）下工作，限制了其在天然氣、石化、礦井等易燃易爆場(chǎng)所的應用。此外，環(huán)境中動(dòng)態(tài)變化的水汽（極性分子，濃度10² - 10⁵ ppm）常會(huì )占據氧化物半導體（如SnO2、ZnO等）傳感器表面活性位點(diǎn)，常導致傳感器靈敏度的下降及（H₂S）選擇性的喪失。

中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院安徽光學(xué)精密機械研究所激光技術(shù)研究中心研究員方曉東、孟鋼團隊研發(fā)出低溫抗濕度干擾，對石化等監測應用場(chǎng)景適應度更高的硫化氫（H2S）傳感器?？蒲腥藛T采用具有疏水特性的(Sr_0.6Bi_0.305)₂Bi₂O₇（SBO）為母體材料，復合10 mol% ZnO，形成SBO/ZnO n-n異質(zhì)結復合傳感器。該復合材料繼承了SBO優(yōu)異的疏水特性，削弱了環(huán)境中極性水分子在傳感器表面的吸附作用，使器件具有優(yōu)異的抗濕度干擾特性，并且ZnO在較低溫（75℃，低于國際電工委員會(huì )最苛刻的T6等級溫度—85℃）表面硫化后，表面生成的ZnS會(huì )通過(guò)ZnO向SBO注入大量載流子，使復合器件具有優(yōu)異的選擇性、高響應（10 ppm H₂S靈敏度為107.6）和低檢測限（~20 ppb）。此外，器件出色的長(cháng)期穩定性（96天后響應下降約3％）為氧化物半導體型H₂S傳感器在石化、天然氣、礦井等多領(lǐng)域的實(shí)際應用奠定了重要基礎。

相關(guān)研究成果以“基于(Sr_0.6Bi_0.305)₂Bi₂O₇/ZnO異質(zhì)結的新型高性能低溫H2S氣體傳感器”為題，發(fā)表在Journal of Hazardous Materials上。研究工作得到國家自然科學(xué)基金、中科院國際合作及合肥研究院安徽光機所相關(guān)項目的支持。

傳感器氣敏響應特性：（a）選擇性；（b）長(cháng)期穩定性；（c）濕度依賴(lài)性；（d）本工作與現有H₂S傳感器的工作溫度及靈敏度對比，背景為IEC防爆等級T3-T6。