近日，禁忌书屋 孙雨安教授带领的化学信息与分析技术团队与中科院上海微电子所合作（建有郑州轻工业大学与中科院上海微电子所联合实验室），在传感器领域国际权威期刊《ACS Sensors》杂志上发表题目为《Understanding Enhanced Aniline Sensing with Cu-Doped SnO₂via GC−MS Analysis》的高水平研究论文。郑州轻工业大学为第一署名单位，禁忌书屋 教师田宽博士为第一作者，硕士研究生赵玮为学生第一作者。

该研究聚焦传统金属氧化物（MOS）传感器研发过度依赖经验式的“试错法”，以及对气敏机理研究不透彻的问题，通过采用顶空采样气相色谱-质谱联用（HS-GC-MS）技术，实现了对苯胺蒸气在金属氧化物表面化学反应过程的动态捕捉与定量分析，证实了苯胺蒸气分子在Cu掺杂的SnO2纳米颗粒（Cu-SnO₂）表面发生了向偶氮苯转化的特定催化氧化反应，从而揭示了气敏增强机制是Cu离子对苯胺生成偶氮苯的催化效应所致，并首次定量揭示了该气敏反应属于二级催化反应动力学，并拟合出该二级催化反应的速率常数（k）。进一步的研究发现苯胺的氧化速率与传感器的响应性能之间存在显著的正相关性。利用这种动力学数据与传感性能的定量耦合，本工作理性优化掺杂Cu离子浓度，制备出对苯胺气敏性能最佳的Cu-SnO₂气体传感器。该研究通过引入分析化学领域的定量手段，跨学科地解决了气敏机制难以量化描述的难题，为金属氧化物气敏材料的机理研究提高了一种有效的研究手段。

本研究得到了河南省自然科学基金项目(252300420391)的资助和支持。文章链接：//doi.org/10.1021/acssensors.5c04590