α-Fe₂O₃/환원된 그래핀 산화물(α-Fe₂O₃/rGO) 복합재료를 수열 합성법으로 제조하고 일산화탄소(CO)를 검출하는 촉매 발광(CTL) 센서를 구축하였다. 해당 센서는 민감 물질이 도포된 세라믹 가열봉, 석영 반응실, 가스 흐름 경로, 주입 시스템, 광전자 증배관 및 신호 처리 유닛으로 구성되어 CO의 촉매 반응 중 발생하는 발광 신호를 실시간으로 수집할 수 있다. 제조된 재료의 결정상 구조와 형태는 X선 회절, 질소 흡착-탈착 및 투과전자현미경으로 특성화하였으며, 검출 조건을 체계적으로 최적화하였다. 결과는 α-Fe₂O₃/rGO 복합재료가 α-Fe₂O₃에 비해 더 높은 CTL 반응을 나타냄을 보여주었다. 센서의 CO 검출 선형 범위는 80~1125 mg/m³이며, 검출 한계(S/N=3)는 26 mg/m³이다. 일반적인 간섭 가스에는 명확한 반응을 보이지 않았다. 모의 혼합 가스 샘플 내 CO의 회수율은 104%~110%였다. 메커니즘 연구에 따르면 CO는 α-Fe₂O₃/rGO 표면에서 O^-에 의해 산화되어 여기 상태의 CO₂를 생성하며, 이는 기저 상태로 돌아오면서 발광을 방출한다. 구축된 α-Fe₂O₃/rGO 복합재료 기반 CTL 센서는 CO의 신속하고 높은 선택적 검출을 가능하게 하며, CO의 온라인 모니터링 및 긴급 경보에 새로운 기술적 지원을 제공하고 CTL 가스 감응 재료 설계에 새로운 아이디어를 제시한다.

일산화탄소; 촉매 발광; 가스 센서; α-Fe₂O₃; 환원된 그래핀 산화물