[发明专利]基于碱化风琴状MXene敏感材料的平面型湿度、氨气传感器及其制备方法

摘要

一种基于碱化风琴状MXene(Ti3C2Tx，T代表表面基群终端，x取值于表面各终端比例)敏感材料的平面型湿度、氨气传感器及其制备方法，属于气湿敏传感器技术领域。由带有Au/Ni叉指电极的Al2O3陶瓷基板和均匀的滴涂在叉指电极和陶瓷基板上的碱化风琴状MXene(Ti3C2Tx)敏感材料组成。本发明以风琴状MXene材料为基础，通过碱化处理风琴状MXene达到去除表面F终端和插入钠离子的目的，对比碱化前后的气湿敏性能，获得具有更高湿度及氨气敏感性能的器件。本发明所得到的传感器具备目前最高的MXene气湿敏响应，并且具有很好的选择性。

主权项

1.一种基于碱化风琴状MXene敏感材料的平面型湿度、氨气传感器，由敏感材料和带有Au/Ni叉指电极的Al₂O₃陶瓷板组成；由带有Au/Ni叉指电极的Al₂O₃陶瓷基板和均匀的滴涂在叉指电极和陶瓷基板上的敏感材料组成；其特征在于：所述的敏感材料为碱化风琴状MXene敏感材料，且其由如下方法制备得到，(1)称取Ti₃AlC₂缓慢加入到含有10～20mL、质量分数40～45％氢氟酸的反应容器中，在40～60℃油浴下搅拌反应20～24小时，反应完成后的产物用去离子水反复洗涤、离心，直到上清液pH为6～7；(2)将步骤(1)得到的下层沉淀分散在无水乙醇中，在80～90℃真空烘箱中干燥8～12小时，得到Ti₃C₂T_x粉末；(3)称取步骤(2)得到的Ti₃C₂T_x粉末添加到浓度2～10mol/L氢氧化钠溶液中，磁力搅拌2～3小时；搅拌结束后将产物用去离子水进行离心洗涤，直到上清液pH值为7～8；将下层沉淀分散在无水乙醇中在80～90℃真空干燥箱8～12小时，最后得到碱化风琴状Ti₃C₂T_x敏感材料粉末。