挥发性有机化合物（VOCs）存在于工业活动和日常产品中，对生态安全[1]和人类健康[2]造成严重危害。醛类化合物是常见的VOCs[3]之一。IBL是一种醛类VOC，是合成多种高价值化学品（包括异丁酸、乙醛、肟、亚胺和异丁醇[4]）的关键前体。在化学合成过程中，可能发生职业暴露于IBL的情况。低浓度暴露可能刺激呼吸道黏膜，而高浓度则可能产生麻醉效应。此外，IBL具有高度易燃性和挥发性，因此泄漏会带来重大的化学安全事故风险。因此，对其浓度进行连续可靠的监测至关重要。目前IBL检测的主要分析方法包括液相色谱[5]、气相色谱[6]和质谱[7]。尽管这些技术具有高灵敏度，但存在成本高、操作程序复杂和分析时间长的缺点。因此，开发新型传感技术，特别是能够快速、灵敏且可靠地检测IBL的气体传感器，至关重要。
由于方便性和低成本[8]，气体传感器被广泛用于VOC检测。值得注意的是，催化发光（CTL）气体传感器因其独特优势而受到广泛关注。CTL发生在分析物在纳米材料上的催化氧化过程中，属于化学发光[9]、[10]、[11]的一种形式。CTL传感器具有操作简便、响应快速、灵敏度高和长期稳定性优异等优点。在CTL检测过程中，固体纳米材料催化剂仅消耗分析物和大气中的氧气，自身不会被消耗，从而确保了传感器的稳定性[12]、[13]、[14]、[15]。传感材料是CTL传感器的核心功能元件，对分析性能至关重要。已经设计了多种新型功能材料作为传感材料，用于构建各种CTL传感器[16]、[17]、[18]。这些材料的结构特性[19]、[20]、[21]直接影响CTL检测性能。由于其优异的光学和催化性能[22]，二氧化钛已成为一种极具吸引力的纳米结构材料。
表面缺陷工程，特别是氧空位调控，被广泛认为是调节催化材料性能的有效策略[23]、[24]。研究表明，在材料表面引入氧空位可以优化表面反应性并增强传感性能。例如，吴等人合成了掺磷的TiO2（P-TiO2）纳米花。在所有测试中，由P-TiO2纳米花制成的传感器显示出比原始TiO2纳米花更高的响应增强，这主要与比表面积和氧空位的增加有关[25]。同样，张的团队通过低温热还原与SnS2纳米片结合在TiO2表面生成氧空位，从而提高了其在室温下检测丙酮的能力[26]。Long等人通过调整烧结气氛制备了具有不同氧空位浓度的二氧化钛纳米管肖特基氢传感器，以研究其对气体传感性能的影响[27]。此外，曹的团队将金红石TiO2纳米棒气体传感器的出色传感性能归因于其相对较窄的带隙和更多的氧空位[28]。近年来，随着催化和传感领域孔洞工程的不断进步[29]，以及对氧空位在CTL传感器设计和优化中应用的深入研究[30]、[31]、[32]、[33]，这些研究为后续工作提供了重要的理论基础和技术思路。
因此，本研究旨在通过策略性地工程化材料表面的氧空位来提高CTL性能。具体而言，采用水热和热还原（结合KBH4）方法合成了富氧空位的微孔二氧化钛（Ovm-TiO2）纳米材料。所开发的TiO2纳米材料对IBL表现出强烈的CTL响应。因此，这些材料被用作传感元件，构建了一种基于缺氧TiO2的高灵敏度CTL传感器。该传感器在实时监测IBL方面显示出巨大潜力。
