新型二维材料Ti_(3)C_(2)Tx MXene制备及其气敏性能研究

摘要

随着石墨烯材料的发现,二维材料被人们广泛认识并逐渐应用,相比于传统二维材料,二维过渡金属碳化物(MXene)的力学、磁学和电学性能更加优异.本文分别利用HF溶液和LiF/HCl溶液刻蚀Ti_(3)AlC_(2)获得了Ti3C2Tx样品,通过电子扫描显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)和气敏特性分析,研究了刻蚀剂对Ti_(3)C_(2)Tx材料结构和气敏性能的影响.材料结构分析表明:HF和LiF/HCl刻蚀剂均对Ti_(3)C_(2)Tx材料具有良好的刻蚀效果;气敏性能结果表明:LiF/HCl刻蚀剂制备的Ti_(3)C_(2)Tx的气敏性能优于HF刻蚀剂,并实现了室温下宽范围、较高灵敏和较高稳定地检测NH3.分析认为:LiF/HCl溶液刻蚀制备的Ti_(3)C_(2)Tx材料表面具有较高比例的—O和—OH官能团,是其高传感性能的主要原因.本实验研究可为Ti_(3)C_(2)Tx基传感器件的气敏研究和实际应用奠定一定的理论基础.