镍掺杂CdO/CdSe原位异质结：可调控组分工程助力低浓度甲醛检测

　　针对传统传感器对低浓度甲醛（HCHO）检测灵敏度不足的难题，研究人员通过Ni掺杂调控CdO/CdSe异质结组分，开发出高性能气体传感器。该传感器在250°C下对10 ppm HCHO响应值达14.56（Ra /Rg ），响应/恢复时间仅13/20 s，实际检测限低至0.08 ppm，为室内空气质量监测提供了创新解决方案。

　　

甲醛作为典型的室内空气污染物，长期暴露于浓度超过6 ppm的环境可能诱发鼻咽癌、白血病等严重疾病。世界卫生组织（WHO）建议室内甲醛浓度需低于80 ppb，但现有传感器难以实现如此低浓度的精准检测。传统金属氧化物传感器普遍存在灵敏度不足、选择性差的问题，而二维过渡金属二硫属化物（TMDs）如CdSe虽具有窄带隙优势，却因氧气吸附困难导致基线漂移。针对这一技术瓶颈，中国研究人员通过创新性的Ni掺杂策略，构建了可调控的CdO/CdSe原位异质结传感器。

研究采用水热-煅烧两步法合成材料，通过X射线衍射（XRD）和X射线光电子能谱（XPS）表征晶体结构，利用气敏测试系统评估传感器性能。关键发现包括：5% Ni掺杂的CdO/CdSe异质结在250°C下对10 ppm甲醛展现出14.56的响应值，远超同类报道；双线性响应范围覆盖0.1-50 ppm（R2=0.9738）和100-1000 ppm（R2=0.9553），实现从痕量到高浓度的广谱检测；实际检测限低至0.08 ppm，满足WHO标准要求。

材料表征部分显示，Ni²⁺
成功掺入CdSe晶格引起晶格畸变，未形成独立Ni相。这种掺杂策略动态调控了CdO/CdSe相比例，优化了界面电子耗尽层。气敏机理研究表明，Ni掺杂产生的氧空位和异质结内置电场协同促进了甲醛分子的吸附与氧化反应。

环境意义方面，该传感器解决了室内甲醛实时监测的技术难题，其30天稳定性验证了实用价值。研究提出的掺杂介导原位组分调控策略，为设计高性能气体传感器提供了新思路。论文发表于《Journal of Hazardous Materials》，通讯作者为Jianliang Cao团队。

结论强调，Ni掺杂通过调节CdO/CdSe异质结界面电子结构，实现了灵敏度与响应速度的突破。这项工作不仅推动了甲醛检测技术的发展，其"异质结-组分工程"策略更可拓展至其他有害气体传感器的设计。研究获得国家自然科学基金（62333008）等多项资助，相关技术已申请专利保护。