氰化氫\\(hydrogen cyanide\\)是一種劇毒的化合物,其進入人體后, 解離為氫氰酸根離子\\(CN-\\). 而氫氰酸根離子能與氧化型細胞色素氧化酶的鐵元素結合,阻止氧化酶中三價鐵的還原, 使細胞色素失去傳遞電子能力, 使呼吸鏈中斷, 引起組織缺氧而致中毒[1~3]. 氰化氫可經呼吸、口服、皮膚接觸等途徑進入人體. 其毒性強烈, 發作迅速, 100 ppm\\(體積分數:10-6, 下同\\)濃度的氰化氫 1 h 內可致人死亡, 500ppm 濃度的氰化氫 15 min 內即可致死, 更高濃度的可致人猝死. 雖然氰化氫的毒性很大, 但是氰化氫也是一種重要的原材料, 主要用于制造合成纖維、塑料、染料、螯合劑和氰化物. 因此, 人們在生產、使用氰化氫的過程中要對其進行實時監測, 以保證其濃度在安全范圍以內. 氰化氫的主要檢測方法有比色法、電化學法、原子吸收分光光度法、氣相色譜法[4~8]. 這些方法各有優缺點, 比色法的毒性小、靈敏度高、數據可靠, 但是該方法操作繁瑣、分析周期長.
電化學方法靈敏度高、操作簡單快速、測定的濃度范圍寬, 但是所用電極易受干擾. 原子吸收分光光度法操作簡單、靈敏度高, 但是易受干擾、準確度不高. 氣相色譜法操作簡單、靈敏度高, 但是分析周期長, 需要專業的儀器設備和操作人員. 因此, 針對劇毒的氰化氫, 開發一種新型高性能\\(高靈敏度、高選擇性、響應速度快、可重復使用、實時在線檢測\\)的傳感器有巨大的意義和應用前景. 石英晶體微天平\\(quartz crystal microbalance, QCM\\)是一種以質量變化為依據的傳感器, 具有靈敏度高、成本低廉、操作簡單、可實時在線檢測等優點[9~20]. 1959 年, 德國物理學家 Sauerbrey[21]
發現了氣相中壓電晶體表面所負載質量與諧振頻移關系的 Sauerbrey 方程式：【1】
其中, ?F 為壓電晶體的諧振頻率變化量\\(Hz\\); F0為壓電晶體的固有諧振頻率\\(Hz\\); ?M 為晶體表面所負載物質的質量\\(g\\); A 為有效接觸面積\\(cm2\\) . 由Sauerbrey 方程可知, 要選擇性地檢測某分析物時,在壓電晶體電極表面修飾上一層具有特異性的敏感膜, 然后置于測試環境中, 由壓電晶體的諧振頻率變化即可判斷環境中有無該分析物和該分析物量的多少. 石英晶體微天平作為一種氣體傳感器, 在易燃易爆氣體、揮發性有機化合物、毒劑和爆炸物檢測中均有著廣泛的應用[9,10,13,14]. 目前, 選擇一種合適的針對某一檢測物的敏感膜已經成為研究工作的重點[10].
近些年, 納米金屬氧化物材料由于其獨特新穎的電、磁、光、機械、化學和物理性能而受到人們廣泛的關注和研究[22~30]. 尤其是納米金屬氧化物性質穩定、易于合成, 其形貌、尺寸、結構可控, 可以作為一種理想的氣體敏感膜[31~34]. 氧化銅作為一種金屬氧化物, 在催化、傳感、材料等領域有著廣泛的應用[35~37]. 研究人員采用不同的合成方法, 制備了多種不同形貌的氧化銅納米結構\\(如: 納米粒子、納米線、納米棒、納米片、納米帶、納米球、納米空心球、“花狀”結構、“蒲公英狀”結構\\)[38~54].
本課題組[55~59]通過簡單的合成方法制備了不同形貌和結構的氧化銅納米材料, 并且首次以納米氧化銅為敏感材料, 以具有高靈敏度的石英晶體微天平為檢測平臺, 開展了氧化銅修飾的 QCM 傳感器件的制備及其對氰化氫的傳感性能的研究. 本文綜述了本課題組在這一工作中的研究進展.
1 氧化銅納米材料的制備和表征
\\(ⅰ\\) 氧化銅納米粒子的制備和表征. 本課題組[55]采用簡單易行的絡合沉淀法, 首先制備得到氫氧化銅沉淀. 然后通過高溫煅燒氫氧化銅, 得到氧化銅樣品. 圖 1\\(a\\)和\\(b\\)是所制備的氫氧化銅的掃描電子顯微鏡\\(SEM\\)和透射電子顯微鏡\\(TEM\\)照片, 可以看出氫氧化銅是由直徑為 20 nm, 長度為 2~5 ?m 的納米線組成的聚集體. 圖 1\\(c\\)和\\(d\\)是氧化銅樣品的SEM 和 TEM 照片, 顯示氫氧化銅納米線被燒結為氧化銅納米粒子\\(32%\\)和加長的納米粒子\\(68%\\). X 射線衍射\\(XRD\\)譜圖證明氧化銅樣品為典型的單斜晶系氧化銅[55]. 圖 2 是氧化銅納米粒子的 X 射線光電子能譜圖\\(XPS\\). 圖 2\\(a\\)是 Cu 2p3/2能級圖, 933 eV 的峰是Cu2+的特征峰, 左側的衛星峰可以排除 Cu+的存在,證明所制備的樣品為純的氧化銅, 這與 XRD 譜圖的結果相一致. 圖 2\\(b\\)是 O 1s能級圖, 經過擬合后可以看到 2 個明顯的峰, 分別對應 2 種氧物種. 529.7 eV的峰是本體氧物種, 即形成氧化銅結構的氧; 531.5eV 的峰是表面氧物種, 即表面吸附的氧物種. 該氧化銅納米粒子的比表面積為 10.4 m2/g.
\\(ⅱ\\) 花狀、船型、橢片狀和片狀氧化銅的制備和表征. 水熱法所采用的實驗設備簡單、操作便利,并且水熱法制備的納米材料純度高、分散性好、晶型、形狀和尺寸可控, 目前, 該法已經成為制備納米金屬氧化物的主要方法之一[60~63]. 在水熱法中, 通過加入表面活性劑可以控制材料的結晶速度, 鈍化某一晶面的生長, 從而更好地調控納米材料的微觀結構.
本課題組[56]采用水熱合成的方法, 以聚乙二醇\\(PEG\\)為表面活性劑, 通過調控水熱反應時間、溫度和晶面的生長, 從而更好地調控納米材料的微觀結構. 本課題組[56]采用水熱合成的方法, 以聚乙二醇\\(PEG\\)為表面活性劑, 通過調控水熱反應時間、溫度和反應試劑,制備了花狀、船型、橢片狀和片狀氧化銅納米材料.
圖3\\(a\\)是水熱反應前所得藍色沉淀物的XRD譜圖, 證明此時的產物為氫氧化銅. 圖3\\(b\\)是水熱反應0.5 h所得到產物的XRD譜圖, 證明此時氫氧化銅已經完全轉化為氧化銅. 圖3\\(c\\)和\\(d\\)分別為水熱反應1和2 h得到的產物XRD譜圖, 證明所得產物均是氧化銅, 并且隨著反應時間的增加, 氧化銅產物的結晶度有所提高. 氫氧化銅前驅體是由長度均一\\(5~6 ?m\\)的納米線組成的束狀聚集體\\(圖4\\(a\\)和\\(b\\)\\). TEM圖片顯示, 該納米線是由更細的直徑為10~20 nm的納米線聚集而成, 而高分辨透射電子顯微鏡\\(HRTEM\\)分析顯示的3種晶格間距\\(0.22, 0.25和0.29 nm\\)分別對應于氫氧化銅的[130], [111], [110]晶面[56]. 圖4\\(c\\)和\\(d\\)是水熱反應0.5 h后得到的氧化銅產物電集在一起組成的“花狀”結構, 片厚度~80 nm. 當水熱反應時間增長到1 h,則生成了大量厚度為 100 nm 的片狀氧化銅組成的“船型”結構聚集體\\(圖 4\\(e\\)和\\(f\\)\\). 當水熱反應時間延長到 2 h, 此時生成大量的結構均一的“船型”結構聚集體, 該聚集體是由厚度為 100~150 nm 的片狀氧化銅組成. 對單一的納米片進行了 HRTEM 分析, 顯示出 2 套清晰的晶格條紋, 晶格間距為 0.25 和 0.27nm, 分別對應于單斜晶系氧化銅的 [002]和 [110]晶面[56].
表面活性劑 PEG 和 NH3·H2O 對產物的形貌影響較大\\(圖 5\\). 不加表面活性劑 PEG 得到大量的氧化銅不規則納米片, 其厚度為100~120 nm\\(圖5\\(a\\)和\\(b\\)\\);不加NH3·H2O合成的氧化銅為橢片狀 \\(圖 5\\(c\\)和 \\(d\\)\\).
采用BET測試方法, 測試所得氧化銅的比表面積, 其中“片狀”氧化銅的比表面積最大, 為9.3 m2/g; “花狀”和“船型”氧化銅的比表面積相近, 分別是5.2和5.1m2/g; 橢片狀氧化銅的比表面積最小, 為1.9 m2/g[56].
這些不同形貌的氧化銅的形成遵循不同的機理,可分為 3 條路線[56]. 路線 1 中, Cu2+離子與 NH3×H2O反應生成深藍色的[Cu\\(NH3\\)n]2+離子, 當加入沉淀劑氫氧化鈉后, 生成氫氧化銅納米線, 在水熱反應時,氫氧化銅分子間的氫鍵被打斷, 脫去水分子, 生成片狀的氧化銅; 路線 2 中, 當加入 PEG 后, PEG 分子吸附在 Cu2+離子上, 形成 Cu-PEG 單元, 多余的 PEG 分子選擇性地吸附在 Cu-PEG 單元上, 當進行水熱反應時, 導致片狀的氧化銅堆積在一起, 形成橢片狀的氧化銅. 在路線 3 中, Cu2+離子首先與 NH3×H2O 反應生成[Cu\\(NH3\\)n]2+離子, 然后 PEG 分子以氫鍵的方式結合在[Cu\\(NH3\\)n]2+離子上, 當進行水熱反應時, 片狀的氧化銅聚集在一起, 先是組成“花狀”的氧化銅聚集體, 隨著水熱反應的進行, 該“花狀”的氧化銅聚集體又逐漸的過渡形成“船型”的氧化銅聚集體.
\\(ⅲ\\) 塊狀和球型氧化銅的制備和表征. 首先通過一步沉淀法合成了草酸銅前驅體[58,64~66]. 發現隨著反應試劑用量的逐漸增加, 草酸銅的形貌由塊狀過渡到球型, 并且當反應試劑的濃度達到一定值時,只生成球型形貌的草酸銅. 然后通過高溫煅燒草酸銅前驅體, 得到了不同形貌的氧化銅產物. SEM 圖片顯示, 氧化銅的形貌基本保持了其前驅體草酸銅的形貌. 圖 6\\(a\\)和\\(d\\)是塊狀和球型氧化銅的整體形貌,通過放大倍率的 SEM 照片\\(圖 6\\(b\\), \\(e\\)和\\(g\\)\\), 可以看出塊狀氧化銅的表面是由直徑約為 93 nm 的納米粒子組成, 球型氧化銅的表面和內部分別由直徑約為127 和 63 nm 的納米粒子組成. 塊狀和球型氧化銅的比表面積分別達到了 71 和 73 m2/g[58]. 這相對于前面合成的氧化銅的比表面積有了很大的提高.
2 氧化銅修飾的QCM傳感器對氰化氫的傳感性能
2.1 不同形貌氧化銅修飾的QCM傳感器對氰化氫的傳感性能
靈敏度、響應時間、恢復時間、重復性和選擇性是考察一個傳感器好壞的重要指標. 高的靈敏度可以使傳感器在目標氣體濃度遠低于危害濃度時就能夠產生有效的警報, 使人們可以提前離開或做好防護措施. 快的響應時間可以讓人們能夠及時得到危險的警報, 而這對于危害極大的氰化氫毒劑顯得尤為重要. 快的恢復時間則可以使傳感器在目標氣體消失后迅速地恢復到初始狀態, 解除警報, 恢復正常秩序, 避免引起過度恐慌. 好的重復性則可以多次重復利用該傳感器, 提高傳感器的利用率, 避免資源浪費. 高的選擇性則可以快速地分辨出目標氣體為何種成分, 從而讓人們有針對性地采取相應的措施. 我們將 QCM 電極的頻率變化, 即在正常狀態下的頻率與在接觸目標氣體后頻率的差值, 作為該傳感器的響應\\(單位: Hz\\). 同時, 為了能更好地比較不同形貌氧化銅修飾的 QCM 傳感器的性能, 我們將響應 10 s時, QCM 電極的頻移值除以氧化銅的涂膜量得到一數值, 以該數值的大小來比較不同形貌氧化銅的靈敏度[57].
實驗所使用的 QCM 電極是兩面鍍銀的 AT 切片石英晶體, 其基頻約為 9 MHz. 為了檢驗這層銀薄膜對氰化氫是否有信號響應, 首先進行了空白實驗. 將空白QCM電極放入檢測室中, 對濃度為60 ppm的氰化氫氣體進行檢測[55]. 結果如圖7所示, 檢測室中首先通入載氣\\(濕度為10%的空氣\\), 當QCM電極的信號穩定后, 載氣氣流切換為含濃度為60 ppm氰化氫的載氣氣流\\(實線箭頭所示\\), 可以看出, 空白QCM電圖 7 空白 QCM 電極對氰化氫的信號響應曲線[55]
濃度: 60 ppm, 載氣: 空氣, 溫度: 25℃極的頻率并沒有變化\\(微小的波動是氣流切換的影響\\), 當再次切換為空氣時\\(虛線箭頭所示\\), QCM電極的頻率也沒有變化. 由此可以證明空白的QCM電極對氰化氫是沒有任何信號響應的.
以各種不同種類的金屬氧化物\\(氧化錳、氧化鐵、氧化鈷、氧化鎳、氧化銅、氧化鋅、氧化鈦等\\)為敏感膜制備得到相應的 QCM 傳感器[55], 并對氰化氫氣體進行傳感檢測, 實驗發現, 只有氧化銅為敏感膜的QCM 傳感器對氰化氫有著良好的信號響應. 因此重點以氧化銅為敏感材料, 開展了一系列的對氰化氫的傳感研究. 我們分別將市購的氧化銅、制備的氧化銅納米粒子以及花狀、船型、橢片狀、片狀和球型氧化銅為敏感膜修飾到 QCM 電極上, 制備得到相應的Q C M 器 件 , 然 后對氰化氫氣體進行了傳感 檢測[55,57,58]. 以球型氧化銅修飾的 QCM 傳感器為例,當含有氰化氫的載氣氣流通入檢測室時, 球型氧化銅修飾的 QCM 傳感器的頻率信號立即快速上升, 10 s內, 頻率變化達到 85 Hz, 隨后頻率信號上升速度變緩, 300 s 時, 頻率變化達到 180 Hz\\(圖 8\\(a\\)\\). 當用空氣吹掃檢測室時, 頻率信號基本得以恢復.
重復性對具有實用價值的傳感器是很重要的性能參數, 對不同氧化銅修飾的 QCM 傳感器對氰化氫的信號相應均進行了重復性的檢測[55,57,58]. 圖 8\\(b\\)是球型氧化銅修飾的 QCM 傳感器對氰化氫的 3 次連續測試曲線, 可以看出 QCM 的頻率響應信號大小、響圖8 \\(網絡版彩色\\)球型氧化銅修飾的QCM傳感器對氰化氫的信號響應曲線\\(a\\)和 3 次連續測試曲線\\(b\\)[58]\\(a\\) H2C2O4和 CuCl2的濃度均為 0.05 mol/L; \\(b\\) 濃度: 50 ppm, 載氣:空氣, 溫度: 25℃應時間和恢復時間均具有很好的重復性, 并且氧化銅納米粒子修飾的 QCM 傳感器常溫常壓下放置 2 個月后仍對氰化氫有不變的傳感響應信號[55]. 這些結果不僅證明氧化銅很好地固定在 QCM 電極表面上,也說明器件具有良好的穩定性.
我們考察了涂膜量與 QCM 傳感器信號響應之間的關系, 對一系列不同涂膜量的 QCM 傳感器在相同條件下進行了測試, 發現隨著涂膜量的增大, 相應器件的頻率信號響應也越大[57], 取器件接觸氰化氫氣體 10 s 時的頻率變化值進行數據處理, 可以得到頻率信號響應與涂膜量之間的線性關系.
我們也考察了氧化銅修飾的 QCM 傳感器的頻率信號響應與氰化氫濃度之間的關系[55,57,58]. 以片狀氧化銅修飾的 QCM 傳感器為例, 如圖 9\\(a\\)所示, 該QCM 傳感器對不同濃度的氰化氫均有著快速的信號響應, 并且隨著氰化氫濃度的減小, 頻率響應信號也成比例地減小. 取器件接觸氰化氫 10 s 時的頻率變化值, 進行數據處理, 得到相應的頻率信號響應與氰化氫濃度之間的關系. 當氰化氫濃度在 0~50 ppm,頻率信號響應與氰化氫的濃度有著良好的線性關系.
線性方程如下: ?F = 1.52c + 0.43, r = 0.9935\\(?F, 頻率變化值; c, HCN 的濃度; r, 回歸系數\\)[57].
對不同形貌氧化銅的傳感性能進行比較, 發現氧化銅的比表面積對傳感器的傳感性能有著重要的影響[57]. 從表 1 可以清楚地看到, QCM 電極的頻率變化值隨著樣品比表面積的增大而增大, 氧化銅的比表面積越大, 相應 QCM 傳感器的靈敏度越高. 這一結論對我們將來的工作有著重要的理論指導, 即可以通過合成大比表面積的氧化銅來得到傳感性能更好的傳感器.
選擇性是衡量傳感器的重要指標, 高的選擇性可以幫助人們快速識別出目標氣體的種類, 從而采取合適的防護手段. 圖9\\(b\\)是片狀氧化銅修飾的QCM傳感器對幾種常見試劑在氣態下的頻率信號響應曲線. 如圖所示, 在檢測室中通入測試氣體時, 頻率信號立即下降, 快速達到穩定狀態, 當檢測室中通入空氣時, 頻率信號又快速得以恢復. 通過對比圖8和9\\(b\\),氧化銅修飾的QCM傳感器對氰化氫的頻率信號響應與該電極對丙酮、乙醚、水、正己烷、苯、丙烯酸、乙酸、苯甲醇和乙醇的頻率信號響應正好相反,從而使得該氧化銅修飾的QCM傳感器對氰化氫有著很好的選擇性[57]. 從這兩種正負不同的頻率信號響應, 可以推斷出氰化氫氣體在氧化銅修飾的QCM傳感器表面不是發生簡單的物理吸附-脫附過程, 而是可能發生了不同的反應過程. 探討該過程, 可以深入理解氧化銅修飾的QCM傳感器對氰化氫的傳感機理.
2.2 氧化銅修飾的QCM傳感器對氰化氫的傳感機理
為了研究氧化銅修飾的QCM傳感器對氰化氫的傳感機理, 在該器件對氰化氫氣體進行傳感檢測的同時, 本課題組[55]使用OmnistarTM型質譜儀對檢測室內的氣體成分進行了實時檢測. 如圖10\\(a\\)所示, 載氣氣流中含有氮氣、氧氣、氰化氫、二氧化碳和水等成分. 與圖10\\(a\\)相比, 圖10\\(b\\)中出現了新的分子離子峰, 該新峰的荷質比為52, 是氰\\(CN\\)2的分子離子峰. 因此, 我們推斷, 當含有氰化氫的載氣氣流接觸到氧化銅后, 生成了氰這種物質. 氰產物的出現為傳感機理的提出提供了重要證據. 圖11是氧化銅修飾的QCM傳感器對氰化氫進行傳感實驗時, 對氰的3次實時循環檢測圖. 通過對比圖8\\(b\\), 可以發現該圖與氧化銅修飾的QCM傳感器對氰化氫的頻率響應圖有著一一對應的關系. 當檢測室中通入氰化氫時, QCM電極立即出現上升的頻率信號, 質譜儀也同時立即出現氰峰, 并且其強度隨著時間的增長而增大, 當檢測室中通入吹掃氣體時, QCM電極的頻率信號得以恢復, 而質譜儀中也顯示氰峰強度恢復到初始狀態,并且3次循環檢測的結果一致.
根據 Sauerbrey 方程, QCM 頻率信號下降意味著QCM 電極表面上的質量有所增加; 反之, QCM 頻率信號上升, 則說明 QCM電極表面上的質量有所減少.
在干擾物試驗中\\(圖 9\\(b\\)\\), 幾種常見溶劑氣體接觸到氧化銅修飾的 QCM 傳感器, QCM 電極的頻率信號馬上下降, 短時間內達到一個新的平衡, 當氣體脫離接觸氧化銅修飾的 QCM 傳感器時, QCM 電極的頻率信號在短時間內又恢復到初始狀態. 我們認為這是一個物理吸附-脫附過程[9,10]: 溶劑氣體接觸到氧化銅修飾的 QCM 傳感器后將被吸附到電極表面上, 使得電極表面上的質量增加, 頻率信號下降, 當吸附飽和時, 頻率信號得以穩定, 從而達到一個新的平衡, 當氣體從電極表面脫附下來時, 電極表面上質量減小,頻率信號得以恢復. 在氧化銅修飾的 QCM 傳感器對氰化氫的傳感實驗中, 氰化氫氣體接觸到氧化銅修飾的 QCM 傳感器, QCM 電極的頻率信號馬上上升,經過一定時間后達到基本平衡; 當氰化氫氣體脫離接觸氧化銅修飾的 QCM 傳感器時, QCM 電極的頻率迅速下降, 經過一段時間, 基本恢復到初始狀態. 根據這一實驗現象, 我們認為氧化銅修飾的 QCM 傳感器對氰化氫的傳感機理與該器件對幾種常見的溶劑氣體的傳感機理完全不同. 氧化銅修飾的 QCM 傳感器對氰化氫的傳感機理不是一種物理吸附-脫附機理.
經過綜合分析實驗結果, 我們提出了如下的反應機理: 如圖 12 所示, 氰化氫氣體與氧化銅進行了一個氧化還原反應, 當氰化氫接觸到氧化銅后, 氧化銅被氰化氫還原為氧化亞銅, 同時生成氰和水, 可用方程式\\(1\\)表示:【2】
氧化銅被氰化氫還原為氧化亞銅, 由于失去一個氧原子, 使得 QCM 電極表面質量減小, 從而表現為頻率信號的上升\\(圖 8\\). 當氧化亞銅被氧化生成氧化銅時, QCM 電極表面質量增加, 從而表現為頻率信號的恢復. 該氧化還原過程是一個可逆過程, 使得頻率信號響應有著良好的重復性. 在該機理中, 氧化亞銅的檢測十分重要, 但是在氧化還原過程中, 氧化亞銅的生成量非常少, 并且一旦離開氰化氫氣體氛圍, 氧化亞銅就立刻被氧化成氧化銅, 由于缺乏既安全又有高靈敏度的檢測手段, 氧化亞銅的檢測目前存在一定的困難.
3 結論和展望
本文綜述了有關氧化銅納米材料修飾的石英晶體微天平傳感器的發現及其對氰化氫傳感性能的系列研究工作. 氧化銅修飾的QCM傳感器對氰化氫有著良好的傳感性能, 如高的靈敏度、較短的響應和恢復時間、良好的重復性以及與可能的干擾氣體正負相反的頻率響應信號. 通過分析實驗結果提出了氧化銅與氰化氫之間發生氧化還原反應的傳感機理. 通過比較不同形貌氧化銅的傳感性能, 發現氧化銅的比表面積對傳感性能有著重要的影響, 即氧化銅的比表面積越大, 相應QCM傳感器的傳感性能越好,為敏感材料的選擇提供了參考依據. 納米結構氧化銅修飾的QCM傳感器對氰化氫的檢測具有巨大的實用前景. 雖然目前取得了一定的研究進展, 但是仍有一些問題需要進一步探索:
\\(1\\) 在傳感機理方面, 雖然有原位實時質譜檢測到氰的生成, 但是氧化亞銅的檢測同樣重要. 目前由于實驗條件的限制, 氧化亞銅的信號還沒有獲得, 今后要尋找并研究一種新型、安全、高靈敏的檢測技術, 來檢測氧化亞銅. 例如,可用較大量的納米氧化銅粉體材料來模擬這個反應,解決樣品量不足的問題; 也可在電化學電極上修飾極薄的納米氧化銅層, 通過設計除氧水溶液中、避光條件下的循環伏安實驗來佐證氧化亞銅產物的存在,并根據法拉第電解定律進行與頻率響應的定量關聯.
\\(2\\) 在傳感性能方面, 仍然需要對氧化銅敏感材料在納米結構方面進行更為合理的設計和調控, 大幅度提高其比表面積, 以期顯著提高相應 QCM 傳感器的靈敏度; 另一方面, 研究氰化氫與可能的干擾氣體同時存在時氧化銅修飾的 QCM 傳感器的傳感性能無疑將會有重要的實用意義.
\\(3\\) 實用化、便攜式氰化氫氣體傳感器的研究和開發, 將所發現的高靈敏度、快速響應和恢復、良好重復性和選擇性的獨到的氰化氫傳感機理應用于實用化器件中.【圖略】
