过渡金属(Rh, Pd, Pt)修饰Ti3C2F2对SO2/NO2/NH3的吸附与气敏特性：DFT理论计算与传感机制解析

【编辑推荐】本研究通过第一性原理计算（DFT）和分子动力学模拟，系统探究了Ag/Au掺杂H-CrSe2单层材料对CO/SO2/NO2/NO四种毒性气体的吸附与传感性能。研究发现掺杂显著提升材料的气敏响应（吸附能0.5-1.2 eV），且在2%双轴应变下恢复时间缩短至2秒内，为开发高灵敏度CrSe2基气体传感器提供了理论依据。

　　

Highlight

本研究通过分析吸附能、吸附后结构变化、态密度（DOS）、电荷转移、带隙变化、功函数变化和恢复时间，得出以下结论：

结论

1. 对于CO气体，Ag-CrSe₂表现出物理吸附特性，电荷转移极小。这种特性不符合气体传感器的必要标准，因此Ag-CrSe₂不适合作为CO检测的传感器材料。

2. 对于NO₂气体，Ag/Au-CrSe₂表现出化学吸附特性，具有显著的电荷转移和电子结构调制。在2%双轴拉伸应变下，恢复时间缩短至1.3秒，展现出优异的可逆传感性能。

3. 对于SO₂和NO气体，Au-CrSe₂显示出最强的吸附能力（吸附能>1 eV），且通过应变工程可将其恢复时间优化至亚秒级，表明其在工业排放监测中具有应用潜力。

伦理声明

本研究不涉及需要伦理审批的实验。

作者贡献声明

李六杰：撰写初稿、数据可视化、验证分析；李晓雷：论文修订；徐甜甜：论文修订；杨佳豪：数据可视化；王腾飞：论文修订。

利益冲突声明

作者声明无已知的竞争性财务利益或个人关系影响本研究。

致谢

本研究得到江苏省研究生科研与实践创新计划（KYCX25_0719）支持。