二维少层碳化钛/氧化锌复合材料的制备及其气敏性能研究

尹优优, 刘晨辉, 杨黎, 王访, 李燕, 许仙琼, 高冀芸

现代化工 ›› 2023, Vol. 43 ›› Issue (7) : 113 -119.

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现代化工 ›› 2023, Vol. 43 ›› Issue (7) : 113-119. DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.07.022
科研与开发

二维少层碳化钛/氧化锌复合材料的制备及其气敏性能研究

    尹优优, 刘晨辉, 杨黎, 王访, 李燕, 许仙琼, 高冀芸
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Fabrication of two-dimensional few-layer titanium carbide/zinc oxide composite and study on its gas sensitive property

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摘要

通过水热法和化学选择性刻蚀法分别制备一维氧化锌(ZnO)纳米线和二维层状碳化钛(Ti3C2Tx),采用静电自组装和双向冷冻干燥技术得到超轻少层碳化钛/氧化锌(f-Ti3C2Tx/ZnO)复合材料,并利用XRD、SEM、TEM等对样品进行结构和形貌表征。将f-Ti3C2Tx/ZnO复合材料制成气敏元件,考察其气敏性能,并与纯Ti3C2Tx进行比较。结果表明,200℃下,Ti3C2Tx质量分数为14%的复合材料对100 μL/L二氧化氮(NO2)的响应值(S=Rg/Ra)达到30.31,相比纯Ti3C2Tx提高7.27倍。f-Ti3C2Tx/ZnO复合材料可用作检测NO2气体的新型传感材料。

Abstract

One-dimensional zinc oxide nanowire (ZnO) and two-dimensional layered titanium carbide (Ti3C2Tx) are prepared by hydrothermal method and chemical etching method,respectively.Ultralight few-layer titanium carbide/zinc oxide composite (f-Ti3C2Tx/ZnO) is prepared via electrostatic self-assembly and bidirectional freeze-drying technologies.The structure and morphology of the samples are characterized by mean of XRD,SEM and TEM.The obtained f-Ti3C2Tx/ZnO composite is made into a gas sensor,and its gas-sensing properties are investigated and compared with pure Ti3C2Tx.It is shown that the response value (S=Rg/Ra) of the composite with a Ti3C2Tx mass fraction of 14% to a 100 ppm nitrogen dioxide reaches 30.31 at 200℃,which is 8.27 times that of pure Ti3C2Tx.f-Ti3C2Tx/ZnO composite material can be used as a new sensing material for detecting NO2 gas.

关键词

碳化钛/氧化锌复合物 / NO2气敏传感器 / 双向冷冻干燥 / 静电自组装

Key words

titanium carbide/zinc oxide composite / NO2 gas sensor / bidirectional freeze drying / electrostatic self-assembly

Author summay

尹优优(1997-),女,硕士研究生,研究方向为纳米氧化物及MXene复合材料,y2724235726@163.com。

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二维少层碳化钛/氧化锌复合材料的制备及其气敏性能研究[J]. 现代化工, 2023, 43(7): 113-119 DOI:10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.07.022

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