肼（N2H4）是一種無機(jī)還原劑，無色，氣味類似于氨。N2H4 具有還原性和親核性，因此具有廣泛的應(yīng)用。由于其較高的燃燒焓，它被用作航天器推進(jìn)劑和電化學(xué)燃料電池的燃料[[2], [3], [4]]。此外，肼還是農(nóng)藥和藥物等農(nóng)用化學(xué)品的前體，這些農(nóng)藥和藥物用于制造治療糖尿病和結(jié)核病的藥物[[5], [6], [7]]。它還用作 kettle 的防腐劑、聚合物泡沫的發(fā)泡劑以及合成纖維和塑料的工業(yè)原料[[8]]。肼主要通過兩種途徑進(jìn)入人體：環(huán)境吸收和藥物代謝[[4]]。根據(jù) EPA 的規(guī)定，飲用水和環(huán)境中的肼安全限值為 10 ppb[[9,10]]。盡管肼有多種用途和益處，但由于其毒性和致突變性，進(jìn)入人體后會(huì)引起許多健康問題[[10], [11], [12], [13]]。目前肼被歸類為 2A 類致癌物[[1]]。
鑒于這些危險(xiǎn)，開發(fā)一種快速準(zhǔn)確的 N2H4 檢測儀器至關(guān)重要。已有許多傳統(tǒng)的檢測技術(shù)，包括電化學(xué)、伏安法、滴定法、熒光傳感器、拉曼光譜和色譜法[[14], [15], [16], [17], [18], [19], [20], [21]]。然而，這些技術(shù)通常需要昂貴的設(shè)備、復(fù)雜的樣品處理程序、較高的操作要求、較長的分析時(shí)間以及先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)裝置[[22]]。
納米結(jié)構(gòu)材料（如金屬氧化物）具有獨(dú)特的性質(zhì)，例如單位體積高的表面積、多孔性和小尺寸。因此，它們被用作氣體傳感器，具有低成本、穩(wěn)定性和對多種氣體敏感的特點(diǎn)[[23,24]]。MgO 金屬氧化物因其物理和化學(xué)穩(wěn)定性以及易獲取性而受到重視[[25]]。它在傳感器、氫儲(chǔ)存、藥物輸送、抗菌劑和催化等領(lǐng)域有多種應(yīng)用[[26], [27], [28]]。先前的研究表明，XnYn 納米結(jié)構(gòu)具有較高的穩(wěn)定性，其中 X12Y12 結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性最高[[29], [30], [31]]。此外，Mg12O12 納米籠在 MgnOn（n ≤ 90）納米結(jié)構(gòu)中具有出色的穩(wěn)定性[[32,33]]。
過渡金屬（TM）的摻雜可以調(diào)節(jié) Mg
12O
12 納米籠的各種性質(zhì)，包括電學(xué)、光學(xué)、磁性和吸附性質(zhì)。這是由于 TM 原子的未成對 d 電子所致。研究發(fā)現(xiàn)，TM 摻雜可以降低帶隙（E
g），提高反應(yīng)活性，并使 Mg
12O
12 變?yōu)榇判圆牧蟍[28,34,35]]。例如，Ni、Pd 和 Pt 的摻雜提高了 Mg
12O
12 對 CO 氣體的吸附能力和靈敏度[[34]]。Mn、Fe 和 Co 的摻雜會(huì)導(dǎo)致 Mg
12O
12 UV-Vis 光譜的最大吸收峰發(fā)生紅移[[35]]。
因此，本研究旨在開發(fā)一種基于氧化鎂納米籠的高效氣體傳感器，以有效檢測肼。這樣的技術(shù)將有助于追蹤和減少與肼相關(guān)的風(fēng)險(xiǎn)，從而保護(hù)公眾健康。
