Zebiao Qiu, ‡ Qianchi Xiong, ‡ Heng Zhang, Yue Xiao, Ling Zhang, Ruijuan Wen, Liping Ding*, Haonan Peng* and Yu Fang. DOI: 10.1039/d5ta03808a
氨气（NH3）是一种具有高毒性、强腐蚀性和易挥发性的工业气体，被广泛应用于半导体制造、化肥合成及冷却系统等领域。然而，其泄漏不仅会干扰光刻工艺、加速设备腐蚀、造成空气污染，还可能对操作人员的健康带来严重威胁。因此，开发兼具低能耗、快速响应、高选择性及便携集成能力的氨气传感材料与技术，对工业安全监测、洁净室环境稳定控制及环境污染检测具有重要意义。
目前主流的氨气传感平台，如金属氧化物传感器、电化学传感器和荧光探针等，仍普遍存在响应迟缓、能耗过高或信号解析复杂等技术瓶颈，亟需依托新型材料体系实现性能突破。近年来，多孔有机聚合物（porous organic polymers, POPs）因其高度可设计的结构、优异的化学稳定性、大比表面积及丰富的官能团位点，在气体捕获、分离纯化、能量存储和化学传感等领域展现出巨大应用潜力，为氨气传感提供了新的材料选择与发展方向。
图1. （a）基于液-液界面限域动态缩合策略制备纳米薄膜的流程示意图；（b）比色传感示意图；（c）薄膜叠层传感器示意图。
本研究采用液-液界面限域动态缩合策略，以2-羟基间苯二甲醛（DFP）与1,3,5-均苯三酰肼（BTH）为构筑单元，在水-有机相界面引发酰腙键缩合反应，成功构筑了一种结构不对称的多孔有机聚合物薄膜（BTH–DFP）。该薄膜表现出良好的自支撑性与整体结构完整性，并在靠近水相一侧呈现出纤维状多孔形貌，有利于增强气体的传质效率。结构表征结果显示，聚合物网络中富含由羟基与腙键形成的分子内氢键作用，在氨气作用下，这些氢键发生断裂，引发材料可见光吸收谱显著红移，导致其在室温条件下快速由浅黄色转变为橙红色，实现可视化比色响应。此外，基于该材料构建的叠层式传感器进一步提升了其实际应用性能，可在日光灯照射下实现对NH3蒸汽的高选择性、高灵敏度（检测限达1 ppm）及快速可逆响应，展现出良好的应用前景。
图2. 基于叠层式薄膜传感器平台的传感测试结果分析。
第一作者：陕西师范大学硕士研究生邱泽彪、熊乾驰
通讯作者：陕西师范大学彭浩南教授、丁立平教授
全文链接：https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2025/ta/d5ta03808a
