可见光激发g-C3N4/Mo1.33CTx室温丙酮气体传感器：高响应快速恢复的糖尿病呼气筛查新策略

本文报道了一种基于g-C3N4/Mo1.33CTx（g-M）异质结的室温丙酮气体传感器，通过可见光激发实现了328.8%的响应提升（2.5 ppm丙酮）和50 ppb级检测限（LOD），其15 s/34 s的快速响应/恢复特性及>97%的恢复率，为糖尿病酮症酸中毒（DKA）的呼气筛查提供了新型光电传感解决方案。

　　

Highlight

本研究首次将具有平面有序空位结构的i-MXene（Mo_1.33CT_x）与石墨相氮化碳（g-C₃N₄）复合，构建了可见光调控的g-M异质结传感器。在456 nm紫光激发下，传感器对2.5 ppm丙酮的响应值达328.8%，较黑暗环境提升3.4倍，检测限低至50 ppb，且具备15秒闪电响应和34秒快速恢复的"超跑级"性能。

Results and discussion

电子显微镜分析揭示了材料杂交的微观结构演化（图2a）：原始Mo_1.33CT_x呈现1.5-3.8 μm的层状堆叠结构，而g-C₃N₄的引入形成了"纳米岛"状活性位点。密度泛函理论（DFT）计算显示，g-M界面存在0.28 eV的能带弯曲，这种内置电场就像分子级"抽水机"，加速了光生载流子分离。

Conclusion

该传感器在室温（25±2°C）下展现出三大突破：① 328.8%的"学霸级"响应值；② >97%的恢复率；③ 15s/34s的"急诊科"级响应速度。通过糖尿病志愿者呼气测试，成功实现了酮症酸中毒的早期预警，为MXene家族在生命健康监测领域开辟了新赛道。