MXene和过渡金属硫化物的纳米杂化物选择性检测挥发性有机化合物
QQ学术交流群:1092348845

详细介绍

一、文章概述

二维过渡金属碳化物/氮化物,被称为MXenes,最近在气体传感方面受到了关注。然而,目前关于MXenes2D过渡金属硫化物杂化作为气敏材料的研究相对较少。文章报道了选择Ti3C2TxWSe2作为杂化模型材料,用于检测各种挥发性有机化合物。Ti3C2Tx/WSe2混合传感器具有低噪声水平,超快的响应/恢复时间,以及对各种挥发性有机化合物的良好灵活性杂化过程通过限制水分子在Ti3C2Tx边缘的相互作用,提供了一种对MXene抗氧化的有效策略。文章提出了一种Ti3C2Tx/WSe2异质结构材料的增强机制,用于高灵敏度和选择性检测含氧挥发性有机化合物。这项研究的科学发现可以指导未来对下一代可部署传感器的探索。

二、图文导读

图1. Ti3C2Tx/WSe2纳米杂化体的制备工艺示意图。

图2. 用无线监测系统检测挥发性有机化合物的示意图。

图3.Ti3C2Tx/WSe2纳米复合材料的微观结构分析。

(a)Ti3C2Tx/WSe2纳米混合膜的SEM图像(比尺,2 μm)

(b)Ti3C2Tx/WSe2纳米复合材料低倍倍率的TEM图像(比尺200nm)。

(c) 显示单个Ti3C2Tx/WSe2纳米混合材料的图像(比尺100 nm)

(d) Ti3C2Tx/WSe2纳米复合材料的高分辨率TEM图像(比尺100nm)。

(e) Ti3C2Tx/WSe2纳米复合材料的选定区域电子衍射模式(比尺,2nm-1)。

(f) Ti3C2Tx/WSe2纳米复合材料的HAADFSTEM图像和相应的元素映射显示WSe2纳米薄片在Ti3C2Tx基体上的均匀装饰。

图4.传感器的传感特性。   

(a)Ti3C2TxTi3C2Tx/WSe2气体传感器在浓度从140ppm的乙醇暴露时实时传感响应。 

(b)Ti3C2TxTi3C2Tx/WSe2传感器在乙醇气体浓度作用下的气体响应

(c) Ti3C2Tx/WSe2气体传感器在乙醇浓度为40ppm时的循环性能。

(d) Ti3C2Tx/WSe2传感器在40ppm乙醇下一个月的长期响应稳定性。

(e) 计算出的40ppm乙醇的反应和回收时间。

(f )  Ti3C2TxTi3C2Tx/WSe2传感器在40ppm不同挥发性有机化合物下的选择性测试。

三、全文总结

文章报道了Ti3C2Tx/WSe2纳米复合材料,通过表面表面处理和剥离的工艺制造,作为喷墨打印和无线操作传感器中的传感材料,用于检测室温下的各种挥发性有机物。与原始Ti3C2Tx和原始WSe2制造的传感器相比,Ti3C2Tx/WSe2混合传感器在乙醇灵敏度、低电噪声、声音选择性和超快响应/恢复性能方面提高了12倍。此外,研究还阐明了MXenesTMDs作为传感材料的杂化,克服了单个MXenes的不稳定性和氧化趋势,从而成为促进MXene材料用于实际应用的一种方法。因此,文章所报道的柔性传感器具有很高的应用潜力。预计这项工作的杂化方法将推广到其他二维MXene材料的传感应用。

本信息源自互联网仅供学术交流 如有侵权请联系我们立即删除

Copyright © 北京北科新材科技有限公司 京ICP备16054715-2号