近日，我院光纤传感器与应用技术研究所以“Nanotube bimetallic MIL-68(LaIn) derivatives for ppb-level butanone detection based on point-interface-structure synergy strategy（基于点界面结构协同策略的纳米管双金属MIL-68衍生物用于ppb级丁酮检测）”为题在工程技术与化学工程领域国际顶级刊物《Sensors and Actuators B: Chemical》（中科院一区TOP，影响因7.7）上发表论文。我院赵勇教授为论文通讯作者，青年教师朱洪民为论文第一作者，东北大学为论文第一完成单位。

易制毒化学品管制是遏制毒品泛滥、维护社会稳定的关键举措，其中丁酮作为制造冰毒、摇头丸等合成毒品的必要溶剂，在毒品结晶提纯环节具有不可替代的作用，因此实现丁酮的快速、精准检测，对遏制其非法流通、从源头阻断制毒供应链具有重要现实意义。然而，受限于敏感材料多孔结构设计不合理、界面活性位点调控不足等问题，现有丁酮传感器件的检出限难以满足实际应用需求，研发高性能丁酮传感器成为当前亟待解决的技术难题。

为此，本研究通过在双金属金属有机框架MIL-68表面构筑高活性LaₓIn₂₋_xO₃量子点，着力提升丁酮传感器的检出性能，并通过三者协同增效策略实现性能突破：一是引入碱土金属La原子优化骨架催化协同作用，增强材料与丁酮气体的相互作用；二是利用导电LaₓIn₂₋_xO₃量子点进行界面改性，同步强化气体吸附能力与电导特性调控；三是构建空心分层多级多孔纳米管结构，加速气体扩散与吸附进程，同时提供丰富的反应空间。得益于位点—界面—结构三者的协同效应，所制备的LaₓIn₂₋_xO₃@MIL-68复合材料表现出优异的气敏性能，在250℃条件下，对100 ppm丁酮的响应值可达115（R_a/R_g），检出限低至20 ppb。该研究提出的位点—界面—结构协同设计策略，为高灵敏、低检出限丁酮传感器的研发提供了新思路，也可为高性能气敏器件的构建提供重要参考。

图1（a）LIO@M的TEM图像和HRTEM图像，（b）模拟的 MIL-68、M、M-300、LIO@M、LIO-600和LIO-800的X射线衍射图谱，（c）LIO@M的O 1s 特征峰，（d）传感器在250°C对100 ppm不同气体的响应，（e）传感器在不同工作温度下对100 ppm丁酮的响应，（f）传感器在不同温度下的导电性，（g）LIO@M上丁酮气体传感机制的示意图，（h）包含大孔、中孔和微孔的三阶段孔隙结构，（i）In₂O₃和MIL-68形成的异质结能带的示意图。

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.snb.2025.139176

（编辑：周宣任 审核：陈茂庆）