[发明专利](Ni1-x

说明书

一种以(Ni_1‑xFe_x)‑MOF(0≤x≤1)为敏感电极的K₂Fe₄O₇基混成电位型室温NO传感器及制备方法，属于气体传感器技术领域，其在室温条件下可以检测ppb级浓度的NO，用于医学诊疗中哮喘的在宅、便捷检测。传感器由K₂Fe₄O₇基板、Au参考电极和(Ni_1‑xFe_x)‑MOF敏感电极组成，参考电极和敏感电极彼此分立且对称地制备在K₂Fe₄O₇基板上表面的两端。本发明中采用K₂Fe₄O₇材料作为传感器的离子导电层，并使用高电化学催化活性的(Ni_1‑xFe_x)‑MOF材料作为敏感电极，通过改变基板种类来增大基底材料的离子电导率，实现混成电位型固体电解质气体传感器在室温环境检测NO的目的。

技术领域

本发明属于气体传感器技术领域，具体涉及一种以(Ni_1-xFe_x)-MOF(0≤x≤1) 为敏感电极的K₂Fe₄O₇基混成电位型室温NO传感器及制备方法，其主要用于医学诊疗中哮喘的在宅、便捷检测。

背景技术

呼气标志物分析为疾病诊断提供了一种无创、无痛的检测方法。NO是一种有毒有害的大气污染物，也是哮喘患者呼气中重要的特征标志气体。据报道，健康成年人呼气中NO的浓度通常低于25ppb，而哮喘患者呼气中NO的浓度通常高于50ppb^[1,2]。

气相色谱-质谱(GC-MS)、质子转移反应-质谱(PTR-MS)、化学发光等多种技术已被应用于包括NO在内的呼气标志物的检测。这些方法具有较高的灵敏度和准确性，但具有成本高、操作复杂、设备体积大、需要专业的技术人员等缺点，显然不能满足患者实时自我诊断和监控要求。与大型分析检测仪器相比，气体传感器具有检测下限低、体积小、价格低、操作简单、易于集成等突出特点，是一种很有前途的用于检测呼气标志物的小型化、便携式检测设备。特别是，基于二氧化铈和氧化钇稳定氧化锆固体电解质的混成电位型气体传感器已被证实可以用于呼气中丙酮、H₂S和乙醇的灵敏检测^[3-5]。然而，以上传感器均需在500℃以上的高温下检测气体，这不仅会带来更高的功耗，甚至可能会导致呼气源中气体组分的变化。为了降低传感器的功耗、检测呼气的原有成分和信息，我们提出了一种基于新型K₂Fe₄O₇固体电解质、(Ni_1-xFe_x)-MOF敏感电极的混成电位型室温NO传感器，在室温条件下即可实现对ppb级NO的灵敏检测。

参考文献：

[1]R.A.Dweik,P.B.Boggs,S.C.Erzurum,C.G.Irvin,M.W.Leigh,J.O. Lundberg,A.C.Olin,A.L.Plummer,D.R.Taylor,I.Amer Thoracic Soc Comm, An Official ATSClinical Practice Guideline:Interpretation of Exhaled Nitric Oxide Levels(FENO)for Clinical Applications,American Journal of Respiratory and CriticalCare Medicine,184(2011)602-615.

[2]S.Das,M.Pal,Review-Non-Invasive Monitoring of Human Health byExhaled Breath Analysis:A Comprehensive Review,Journal of the ElectrochemicalSociety,167(2020)037562.