近日，我院张茂升教授课题组在钙钛矿光电传感研究取得新进展，相关成果以“Natural Deep Eutectic Solvents as Absorbing Solution and Preparation Solvent of Perovskite Nanocrystals Simultaneously for CH3I Gas Visual Sensing”为题发表在分析化学领域知名期刊《Analytical Chemistry》（September 22, 2024. DOI:10.1021/acs.analchem.4c04776）上。我院2023级硕士生罗家闽、2019级硕士生卢姮（现为福州大学在读博士生）为该论文共同第一作者，张茂升教授为通讯作者，闽南师范大学为论文的第一单位。闽江学院陈强副教授、厦门大学李剑锋教授为联合通讯作者。
碘甲烷（CH3I）作为卤代甲烷化合物之一，在有机合成中被广泛用作甲基化试剂。由于其强反应性，CH3I还被用作熏蒸剂、杀菌剂、除草剂、杀虫剂和土壤消毒剂。大气中CH3I的主要来源是海洋浮游植物和藻类的产生、核废气的排放、以及上述用途中的逸散。它会导致对流层和平流层中的臭氧消耗。更糟糕的是，由于其与生物体内的亲核分子具有高反应性，吸入CH3I可能会有引发突变和致癌的风险。鉴于其危害性，对环境中的 CH3I 进行传感和检测非常重要。由于 CH3I 气体无色、浓度低、流动性强且在大气中缺乏分子间相互作用，传统上其检测依赖于复杂的仪器、耗时的程序以及使用有毒试剂。因此，开发一种便携、经济高效且灵敏的 CH3I 气体监测和传感方法仍然是一个重要挑战。
为此，课题组首次提出基于天然深共晶溶剂（NADESs）捕获有毒气体技术结合钙钛矿纳米晶体（PNCs）的卤化物快速交换能力，开发了一种快速、绿色、灵敏的CH3I气体可视化传感方法。在该策略中，NADESs作为吸收溶液吸附气态CH3I，同时通过亲核试剂的作用暴露I -;然后，在NADESs中合成CsPbBr3 PNCs，并将其作为传感材料实现I -交换。得益于CH3I气体的捕获和富集，气体传感器的灵敏度得到了极大的提高。该传感器的检出限为164.15 μmol/m3，低于人体吸入的最低安全水平200 μmol/m3。这一突破为CH3I气体的定量检测提供了更大的可能性。
据悉，张茂升课题组多年来致力于钙钛矿光电传感领域的研究，多项成果发表在Sensors & Actuators: B. Chemical（2021. 10.1016/j.snb.2021.130618）、Nanoscale （2022. 10.1039/d2nr04173a）、Journal of Alloys and Compounds（2024. 10.1016/j.jallcom.2024.174155. 2022. 10.1016/j.jallcom.2022.165565. 2019. 10.1016/j.jallcom.2019.03.353）等国内外学术期刊上。该项工作得到国家自然科学基金项目（No. 21904055、22004055）、福建省自然科学基金项目（No. 2021H6033, 2020J05165、2020J05164）、福建省教育厅科技项目（No. JK2017032）和闽南师范大学自然科学基金项目（No. ZZ2019J02）等资助。
（文/图：罗家闽）
