新型MXene化學(xué)電阻式氣體傳感器
文章出處:責(zé)任編輯:人氣:-發(fā)表時(shí)間:2023-04-12 09:53:00【大
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高性能室溫新型傳感器材料是氣體傳感器技術(shù)領(lǐng)域的前沿研究課題之一。MXen是一類新興的二維(2D)過(guò)渡金屬碳化物/氮化物,通常通過(guò)在MAX相中選擇性蝕刻Al來(lái)合成。由于MXene具有豐富的表面官能團(tuán)、多功能性、優(yōu)異的溶解性、高金屬導(dǎo)電性和高比表面積等獨(dú)特的財(cái)產(chǎn),它在許多應(yīng)用中都顯示出了潛力,包括氣體傳感器。
根據(jù)Maims咨詢公司的說(shuō)法,阿拉伯聯(lián)合酋長(zhǎng)國(guó)大學(xué)最近開(kāi)發(fā)了一種由海膽制成的耐化學(xué)性氣體傳感器,如碳化釩(V2CTx)MXen(V2C/V2O5 MXene)的五氧化二釩(V2O5)混合材料,用于室溫下的氣體傳感器應(yīng)用。所制備的傳感器在室溫下用作丙酮檢測(cè)的敏感材料時(shí)表現(xiàn)出良好的性能。此外,基于V2C/V2O5 MXene的傳感器對(duì)15ppm丙酮的響應(yīng)(S%=111.9%)高于原始多層V2CTx MXene(S%=4.6%)。此外,復(fù)合傳感器在室溫下具有較低的ppb水平檢測(cè)限(250ppb),再現(xiàn)性好,振幅波動(dòng)小,長(zhǎng)期穩(wěn)定性好。這些改進(jìn)的傳感器財(cái)產(chǎn)歸因于多層V2C-MXenes中可能形成氫鍵、新形成的海膽(如V2C/V2O5-MXene傳感器復(fù)合物)的協(xié)同作用以及V2O5和V2C-MX界面處的高電荷載流子傳輸。
在本研究中,V2CTx MXene通過(guò)水熱法合成。V2AlC MAX相材料的表面具有典型的致密顆粒,沒(méi)有層狀結(jié)構(gòu),且其表面存在著微小顆粒(1-10 μm)。在用LiF-HCl蝕刻劑進(jìn)行水熱處理之后,形成了具有幾個(gè)或多個(gè)層的典型手風(fēng)琴狀V2CTx MXene。