本网讯 硫化氢作为一种具有臭鸡蛋味的剧毒可燃性气体，当其在环境中达到一定浓度时，将会对人体的呼吸与神经系统造成直接伤害，并诱导相关疾病、甚至死亡的发生。此外，在畜禽养殖过程中，硫化氢是主要的畜禽养殖恶臭气体成分，其在养殖环境中的长期存在，不仅严重危害畜禽健康，降低畜禽抗病力，而且也会污染周围环境。因此，能够精确监测并及时掌握环境中硫化氢气体的浓度，实现其快速预警，对于确保企业安全生产、降低环境污染物排放，以及推动畜牧业快速高质量发展均具有重要的现实意义。

近日，我院李科教授团队在传感器类专业期刊《ACS Sensors》发表了题为“Atomic Ru species driven SnO₂-based sensor for highly sensitive and selective detection of H₂S in the ppb-level”的研究论文。该论文利用原子级钌物种对氧化锡半导体的气敏增强特性，设计出一种硫化氢气体传感器，实现对硫化氢气体的快速、高灵敏响应，并进一步集成为便携式检测系统，完成对硫化氢气体的远程无线监测预警。该研究结果可为环境中硫化氢气体的在线监测和快速预警提供关键技术和实现方法。

图1. 该传感器对硫化氢气体的最佳工作温度、浓度梯度和最低检测限测试。

该研究利用原子级钌物种的高活性气敏增强作用，驱动氧化锡半导体对硫化氢气体的快速、高灵敏检测。该传感器在160 ℃的工作温度下对20 ppm硫化氢气体的响应值高达310.1，传感器的响应时间低于1 s，且最低检测限低至100 ppb。此外，该传感器对硫化氢气体具有优异的选择性和稳定性。这些优异的气敏性能为该传感器的实际应用提供关键的技术支持。

图2. 该传感器对硫化氢气体的选择性和稳定性测试。

该研究中，研究人员进一步基于研制的硫化氢气体传感器，开发出一种实验室级便携式硫化氢气体在线监测系统，可实现规模化养猪场环境中硫化氢气体的实时监测和预警，表明该硫化氢气体传感器及其监测系统在畜禽养殖、环境监测等领域具有较好的应用前景。

图3. 便携式硫化氢气体在线监测系统的设计与验证。

安徽农业大学为第一单位与通讯单位，我校2021级动物科学专业本科生郑名甲、2023级农业与生物信息学专业博士研究生程有德、厦门大学张秀丽博士为论文共同第一作者，李科教授、浙江海洋大学国家海洋设施养殖工程技术研究中心李超博士为论文共同通讯作者。该研究得到国家自然科学基金、合肥市自然科学基金、农业农村部农业传感器重点实验室开放课题等项目的资助。（文图/李科 编辑/胡增增 预审/饶元）

论文链接：https://doi.org/10.1021/acssensors.4c02935