摘要: 近年来,以金属氧化物半导体为原材料制作成的气体传感器拥有体积小、功耗低、性价比高、制造工艺简单和操作简便等优点,被广泛应用于各种气体环境中,其中三氧化钼(MoO
3)作为一种常见的氧化物半导体材料,在气体传感领域有着广泛的应用前景,尤其在环境中有害气体监测、工业生产安全和医疗诊断等领域展现出巨大潜力。然而,纯MoO
3气体传感器因其工作温度高、选择性差以及易受湿度影响等缺点阻碍了其进一步应用。这些阻碍也同样是金属氧化物半导体材料长期以来所面临的挑战因此为了解决这些挑战,同时也为了能够合成出具有优异气体传感特性的材料,本课题进行了以下研究:本文采用简单的水热法,将二维材料MXene成功引入到Ni掺杂的MoO
3纳米带中,制备出了MXene (Ti
3C
2T
x)/Ni-MoO
3复合材料。此外,还研究了添加不同质量比的MXene (0%, 2.5%, 5%, 10%)对复合材料传感性能的影响。值得注意的是,MXene (Ti
3C
2T
x)/Ni-MoO
3复合材料在100 ppm正丁醇浓度下表现出卓越的性能,具有工作温度低(180℃)、响应高(10.21)、选择性优异等特点。此外,这些传感器还表现出优异的抗湿性、可重复性和长期稳定性,其性能可保持40天。最后,对Ni掺杂的MoO
3纳米带和MXene (Ti
3C
2T
x)/Ni-MoO
3复合材料进行气敏机理的探讨和分析,并阐述Ni掺杂MoO
3和引入二维材料MXene后材料各自对于提高气敏性能所起到的作用。