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昆明理工大学非常规冶金团队在Coordination Chemistry Reviews发表最新研究成果

发布日期:2025-08-28 点击量:

近日,昆明理工大学非常规冶金团队在配位化学领域顶级期刊《Coordination Chemistry Reviews》上发表了题为“Advances in metal-organic framework-based hydrogen sulfide gas sensors”的最新综述,系统回顾总结了MOF基复合材料在硫化氢(H2S)气体检测领域的研究进展。

在冶金工业生产过程中,尤其是硫化矿焙烧、焦炉煤气净化、有色金属冶炼等环节,常伴有H2S气体的产生。H2S是一种无色、剧毒、易燃的酸性气体,不仅直接危害作业人员健康,还会加剧设备腐蚀、引发催化剂中毒,对金属产品质量与生产安全等过程造成威胁。此外,由于H2S气体在上述工艺过程中无法被肉眼直接观测,其泄漏风险更为隐蔽。因此,开发具有高灵敏、高选择及快响应的H2S气体检测技术具有重要的现实意义。在众多气体传感材料中,金属有机框架(Metal-Organic Frameworks, MOFs)因其高孔隙率、结构多样性和可调控的化学功能,在吸附与检测领域展现出独特优势。该综述从MOFs的基本结构特性、合成方法出发,深入探讨MOFs及其衍生物在H2S气体检测中的应用潜力与机制,指出当前MOF基H2S气体传感器面临的主要挑战,并从材料创新与实际应用推广的角度展望了该领域的未来研究方向。

综述详细梳理了以锆(Zr)、钴(Co)、铜(Cu)、锌(Zn)、铁(Fe)等为金属节点的原始MOF及其衍生物(如ZrO2、Co3O4、CuO、ZnO、Fe2O3)在敏感材料设计合成、气敏性能分析、机理模型构建等方面的重要进展。通过MOFs形貌分析、性能总结、机理分析,揭示MOFs材料结构-性能-原理三者之间的内在联系。特别是针对在实际应用中常见的“硫中毒”、湿度干扰、选择性差等问题,提出多种解决方案,并评估其工程化应用的可行性。未来,随着材料合成技术与检测技术的进一步发展、敏感机制的深化以及器件集成工艺的发展,此类传感器将有望广泛应用于冶金废气监测、冶金工艺气体控制、冶金过程可视化、智能冶金模型搭建等领域,并进一步可拓展到环境监测、人体健康检测、医疗分析等领域。

昆明理工大学郭胜惠教授课题组的硕士研究生冯杭硕为论文第一作者,赵秋妮、杨黎以及电子科技大学太惠玲教授为论文的共同通讯作者,昆明理工大学为论文的第一单位。该项目得到国家自然科学基金、云南省基础研究项目与云南省兴滇英才支持计划等项目的支持资助。

论文链接:https://doi.org/10.1016/j.ccr.2025.217087

(供稿:冶金与能源工程学院)

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