三乙胺（TEA）是一种有毒的有机气体，通常存在于变质或腐烂的海鲜中，对人类和环境极其有害。长期吸入TEA可能导致呼吸系统粘膜损伤，并导致多种疾病，如肺水肿。此外，通过检测痕量TEA可以确定海鲜的新鲜度。目前，常用的检测三乙胺气体的仪器有气相色谱-质谱仪、高效液相色谱等。然而，由于体积大不易携带、检测周期长及成本高等，这些仪器的实际应用通常受到限制。气体传感器作为一种新型的传感技术，以其轻便、高效的优点正逐渐进入人们的视野。因此，设计和开发一种对TEA具有更高响应性的气体传感器是非常有价值的。

近日，长春理工大学董相廷教授和李丹副教授团队在期刊《Chemical Engineering Journal》上，发表了最新研究成果“Rare-earth ions (Pr³⁺, Dy³⁺, Y3+, Er³⁺, Lu³⁺) modified MoO₃ quasi-core-shell nanorods for triethylamine monitor and fish decayed level assessment”。研究者通过静电纺丝结合氧化煅烧过程成功合成了MoO₃:x%RE³⁺ (RE³⁺=Pr³⁺, Dy³⁺, Y³⁺, Er³⁺, Lu³⁺; x=0, 0.5, 1, 3, 5)准核壳纳米棒，并进一步将其制备成气体传感器。掺杂稀土离子后，所有MoO₃:1%RE³⁺气体传感器对TEA的响应值都高于MoO₃。MoO₃:1%Pr3+准核壳纳米棒气体传感器表现出优异的气体传感性能，与MoO₃气体传感器的响应值相比提高了12.3倍，并且具有极高的选择性、快速响应/恢复时间和显著的耐湿性。通过测试不同存储温度和湿度下不同存储时间下腐烂海产品产生的TEA含量，验证MoO₃:1%Pr³⁺一维纳米棒气体传感器用于海鲜新鲜度评估的可行性。图1为MoO₃:x%RE³⁺准核壳纳米棒的制备流程图。所制备的样品呈现准核壳纳米棒状（图2）。这项工作为设计和构建高性能气体传感器来检测TEA提供了一种创新策略，对稀土材料在气敏领域的应用也具有重要意义。

图1：MoO₃:x%RE³⁺准核壳纳米棒的制备流程图。

图2：MoO₃:1%Pr³⁺准核壳纳米棒的TEM图(a)-(d)、SAED图(e)和HRTEM图(f)。

图3：MoO₃和MoO₃:x%Pr³⁺(a)、MoO₃:x%Dy³⁺(b)、MoO₃:x%Y³⁺(c)、MoO₃:x%%Er³⁺(d)、MoO₃:x%Lu³⁺(e)、MoO₃:1%Re³⁺ (RE³⁺=Pr³⁺、Dy³⁺、Y³⁺、Er³⁺、Lu³⁺)(f)准核壳纳米棒气体传感器在不同工作温度下对100 ppm TEA的响应值，以及不同工作温度下MoO₃和MoO₃:1%RE³⁺在空气中的电阻(g)。

在MoO₃中掺杂稀土离子后，气体传感器对TEA的响应值都得到了提高。当稀土离子掺杂量为1%时，MoO₃:1%RE³⁺气体传感器对TEA的响应值更高，这主要是由于活性位点和缺陷的影响。其中，MoO₃:1%Pr³⁺准核壳纳米棒气体传感器的响应值在270 °C时达到最大137.32（图3）。与其他气体相比，所有气体传感器对TEA的响应值都更高（图4）。与其他样品相比，MoO₃:1%Pr³⁺对TEA具有更好的气体传感性能。

图4：MoO₃和MoO₃:X%Er³⁺准核壳纳米棒气体传感器在最佳工作温度下对100 ppm不同气体的响应值。

利用20g新鲜鱼肉（镜鲤）测试MoO₃:1%Pr³⁺准核壳纳米棒气体传感器用于挥发性气体检测的实用性，以评估鱼肉的新鲜程度，表明MoO₃:1%Pr³⁺一维纳米棒气体传感器在检测鱼类腐烂水平方面具有很大的潜力（图5）。

图5：新鲜的鱼肉(a)和鱼肉在室温下保存9 h(b)的实物照片；MoO3:1%Pr3+准核壳纳米棒气体传感器对20 g鱼肉不同储存时间(6, 7, 8, 9 h)释放气体的

动态响应曲线(c-f)。

长春理工大学在读硕士生赵祥为该项研究成果的第一作者。设计理念和制备技术对开发MOS基一维准核壳纳米材料具有重要作用，所制备的气体传感器在检测鱼肉腐烂程度方面具有良好的应用前景。

论文链接：

https://doi.org/10.1016/j.cej.2025.162690

人物简介：

董相廷，长春理工大学化学与环境工程学院，教授，博士，博士生导师。从事纳米材料与技术研究，主要研究方向为：电纺技术构筑光电磁多功能一维纳米结构材料与特性研究；电纺技术构筑稀土化合物一维纳米材料与发光性能研究；电纺、水热与溶剂热等及其结合技术构筑低维纳米材料与表征，并将所构筑的低维纳米材料应用于光催化分解有机污染物、光催化分解水制氢、电催化析氢和析氧、锂离子电池、锂硫电池、超级电容器和气体传感器中。以第1名获吉林省技术发明一等奖1项、技术发明二等奖1项、自然科学二等奖1项；以通讯作者在Adv. Funct. Mater., Matter, Small, Renew. Sust. Energ. Rev., Chem. Eng. J., Renew. Energ., ACS AMI, Compos. Sci. Technol., Sensor Actuat B: Chem, J. Mater. Chem. C, Nanoscale等国际重要期刊发表论文500余篇；获授权国家发明专利100余件；研究成果引起领域内同行的高度关注。

李丹，长春理工大学化学与环境工程学院，副教授，博士，硕士生导师，吉林省高层次D类人才。主要从事稀土发光、气敏及多功能纳米材料化学方面的开发与应用研究。主持国家自然科学基金青年项目、吉林省自然科学基金等多个项目。以第一作者或通讯作者在Chemical Engineering Journal、Journal of Alloys and Compounds、Ceramics International等国际重要期刊发表论文15篇，包括ESI 1%论文1篇。申请国家发明专利10余项，授权国家发明专利9项。获吉林省科学技术奖一等奖和吉林省自然科学学术成果奖一等奖。