DOI: 10.1039/c9tc05068j
由于當前可用的檢測工具的堅固性，限制了將其大規模部署在易爆區域。制造高穩定、可逆和高效的便攜式傳感器，用于檢測爆炸物，以確保安全和安保是一項挑戰。本文報道了一種利用高穩定性稀土摻雜的BaWO4納米纖維對硝基和過氧化物基炸藥進行傳感的新方向，該材料具有顯著的靈敏度和可逆性。采用溶膠-凝膠電紡法制備了摻雜Tb3+和Eu3+離子的BaWO4納米纖維，研究了其發射特性及其作為一種熒光探針在2-硝基甲苯和過氧化氫（代表一類廣泛的炸藥）傳感中的應用。白鎢礦結構的BaWO4納米纖維具有優異的發光特性，在多晶BaWO4納米纖維中摻雜稀土離子可獲得藍光、綠光、紅光和白光發射。這些納米纖維對2-硝基甲苯和過氧化氫極為敏感，響應時間很快，觀察到的對2-硝基甲苯和H2O2的靈敏度分別在1-400 ppb和1-10 ppm范圍內。在2-硝基甲苯和H2O2存在下，BaWO4納米纖維的熒光猝滅呈指數變化，分別高達1.73×106和2.73×104 L mol-1，這明顯高于大多數基于金屬-有機骨架和共軛有機材料的熒光探針。暴露于2-硝基甲苯后，在120℃加熱10分鐘，納米纖維的發光會完全保留，并且感官響應會保留為新鮮的納米纖維，現有的熒光爆炸傳感器無法實現這種恢復。可伸縮稀土摻雜BaWO4納米纖維的高靈敏度和高選擇性為同時檢測兩類炸藥提供了新的平臺。
圖1比較在700 ℃下煅燒的純BaWO4和摻雜BaWO4納米纖維的XRD圖譜。
圖2代表性BaWO4納米纖維的（a）低倍和（b）高倍SEM圖像；（c）BaWO4：5Tb-5Eu納米纖維的EDS光譜。
圖3（a）BaWO4：5Tb-5Eu納米纖維的TEM，（b）SAED模式和（c）HRTEM圖像。
圖4（a）TEM-HAADF圖像和（b）–（f）顯示了BaWO4：5Tb-5Eu納米纖維的EDS對應的元素圖。
圖5固態的純BaWO4和RE3+摻雜的BaWO4納米纖維的PL和PLE光譜。
圖6（a）固態的BaWO4:xTb和（b）BaWO4:5Tb-yEu納米纖維在247 nm激發下的PL光譜。
圖7純凈的和摻雜RE3+的BaWO4納米纖維的陰極發光。
圖8（a）BaWO4：5Tb-5Eu，（b）BaWO4：5Tb和（c）BaWO4：5Eu納米纖維分散在水中對2-硝基甲苯濃度的PL響應，以及（d）BaWO4：5Tb-5Eu納米纖維分散在水中對2-硝基甲苯和H2O2的選擇性。
圖9（a）Stern-Volmer圖和（b）RE3+摻雜的BaWO4納米纖維的猝滅效率，以及（c）隨著2-硝基甲苯濃度的增加，分散在水中的納米纖維的發光消失。
圖10（a）2-硝基甲苯存在下PL猝滅的響應時間和（b）RE3+摻雜的BaWO4納米纖維分散在水中的光漂白。
圖11（a）BaWO4：5Tb-5Eu納米纖維分散在水中對H2O2濃度的PL響應，（b）Stern-Volmer圖，以及（c）在H2O2存在下PL猝滅的響應時間。
圖12（a）固態BaWO4：5Tb-5Eu納米纖維對2-硝基甲苯的PL響應，（b）大氣條件下的傳感器恢復，以及（c）在重復循環中的傳感器響應。
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