基于CuO/Ti3C2Tx异质结构的室温高性能NO2气体传感器研究

（编辑推荐）本研究通过构建CuO/Ti3C2Tx MXene异质结构，开发出具有丰富活性位点和高比表面积的室温NO2传感器。该传感器对10 ppm NO2响应达15.6%，兼具高选择性和循环稳定性，其性能提升源于氧空位活性位点和电荷隧穿传导机制，为环境监测和健康防护提供了新型传感材料解决方案。

　　

亮点

CuO/Ti₃C₂T_x异质结构凭借丰富的活性位点和高导电性，在室温下实现NO₂的高效检测，响应值达15.6%（10 ppm），突破传统金属氧化物传感器需高温工作的限制。

材料与化学试剂

钛铝碳化物312（Ti₃AlC₂）、氟化锂（LiF）等原料购自Sigma-Aldrich，采用原位氢氟酸（HF）蚀刻法制备Ti₃C₂T_x MXene，并通过溶液法构建CuO复合结构。

微观结构与表征

XRD分析显示Ti₃AlC₂的（104）峰消失，（002）峰位移至8.7°，证实成功剥离铝层。复合材料中CuO的引入显著提升比表面积和氧空位浓度。

结论

该研究通过界面工程和缺陷调控，使传感器在室温下对NO₂呈现快速响应/恢复特性，其性能优势源于：1）MXene的高导电网络；2）CuO提供的催化活性位点；3）异质结界面电荷隧穿效应。

作者贡献声明

第一作者Ngo Thi Chau负责实验设计与数据分析，通讯作者Qui Thanh Hoai Ta指导项目并完成论文撰写，所有作者均声明无利益冲突。

致谢

本研究由越南科学技术研究院（VAST）资助（项目编号THTEXS.02/24-26）。