Page 47 - 《精细化工》2020年第2期

第 38 卷第 2 期 精 细 化 工 Vol.38, No.2
202 1 年 2 月 FINE CHEMICALS Feb. 2021

综论
基于 MOFs 材料的酸性气体传感器应用研究进展

郝肖柯 1,2 ，张秀玲 1,2* ，翟振宇 1,2 ，李从举 1,2*

（1. 北京市工业典型污染物资源化处理重点实验室，北京 100083；2. 北京科技大学 能源与环境工程学
院，北京 100083）

摘要：采用化学气体传感器对有害酸性气体进行实时有效的监测具有重要意义。目前的传统材料在灵敏度、选
择性和稳定性等方面仍存在很大问题。金属有机框架材料（MOFs）是一种具有多孔结构的有机-无机杂化材料，
具有孔隙率结构丰富、孔结构可调节和比表面积大等特点，已成为当今新功能材料研究的热点。MOFs 材料的
优良特性为解决上述问题提供了很好的思路和方向，在化学气体传感器的传感层上引入 MOFs 材料或 MOFs 衍
生的各种纳米材料可以提高其选择性和灵敏度。主要综述了近年来基于 MOFs 材料的化学气体传感器对酸性气
体的传感性能，并对其未来的发展进行了展望。
关键词：金属有机框架；酸性气体；化学传感器；电阻；复合材料
中图分类号：X851; TP212 文献标识码：A 文章编号：1003-5214 (2021) 02-0249-11

Research progress on the application of acid gas sensors based on MOFs

1,2
1,2
HAO Xiaoke , ZHANG Xiuling 1,2* , ZHAI Zhenyu , LI Congju 1,2*
（1. Key Laboratory of Resource-Oriented Treatment of Industrial Pollutants, Beijing 100083, China; 2. School of
Energy and Environmental Engineering, University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083, China）

Abstract: Chemical gas sensors are significant in effective and real-time monitoring of harmful acidic gas.
However, there are still some problems in sensitivity, selectivity and stability of traditional materials. Metal
organic frameworks (MOFs) are a kind of organic-inorganic hybrid materials with porous structure, which
have become a hotspot in the research of new functional materials due to their rich porosity structure,
adjustable pore structure and large specific surface area. The excellent characteristics of MOFs provide a
good idea and direction to solve the above problems. The selectivity and sensitivity of chemical gas sensors
can be improved by introducing MOFs or various nanomaterials derived from MOFs on the sensing layer.
The sensing performances of chemical gas sensors based on MOFs in recent years are reviewed, and its
future development is prospected.
Key words: MOFs; acid gases; chemical sensors; resistance; composite materials

酸性气体主要来源于汽车尾气和工厂排放的废 害酸性气体进行实时有效的监测具有重要意义。
气，在大气中易造成酸雨、温室效应、光化学烟雾 目前，2D 过渡金属双卤代物（TMDs） [1-2] 、碳
等问题，可引起呼吸道疾病和肺部损伤，长期接触 基纳米材料 [3-4] 、金属氧化物 [5-6] 等材料在气体传感
低浓度的有害酸性气体可能会影响人体免疫系统或 器方面得到了广泛的研究，但其存在选择性差、不
抑制细胞生长，严重危害人类身体健康。此外，酸 稳定、灵敏度低等问题。其中，TMDs 在空气中易
性气体对建筑物等外露物体具有很强的腐蚀性，会 氧化；碳基纳米材料再生性差；金属氧化物工作温
[7]
造成严重的财产损失。因此，利用气体传感器对有 度高、易受湿度影响 。1995 年，美国化学家提出

收稿日期：2020-06-19; 定用日期：2020-08-14; DOI: 10.13550/j.jxhg.20200538
基金项目：国家自然科学基金（51973015）；中央高校基本科研业务费专项资金（06500100，06121062）；中国博士后科学基金
（2019M660019）；北京市自然科学基金（2202029）；北京市青年人才托举工程
作者简介：郝肖柯（1996—），女，硕士生，E-mail：784688763@qq.com。联系人：张秀玲（1989—），女，博士后，E-mail：zxl3705@
sina.com；李从举（1972—），男，教授，E-mail：congjuli@126.com。