ZSM-5分子筛调控MXene界面工程：原子级电荷转移路径实现超灵敏NO2检测

本文创新性地构建了MXene/ZSM-5无机异质界面，通过协同分子筛双通道框架与MXene的高导电性及表面官能团，显著提升电子转移动力学与NO2吸附能力。该复合材料在室温下实现1 ppm超低检测限，响应值较原始MXene提升79.78%，并具备优异稳定性与抗干扰性，为新一代MXene基气体传感器设计提供原子级机制见解。

　　

材料表征

通过扫描电镜（SEM）和透射电镜（TEM）图像（图1a-e）对MXene/ZSM-5纳米复合材料的表面形貌与结构进行解析。SEM图像清晰展示了复合材料中MXene的规整层状结构，而TEM图像（图1c）进一步揭示了ZSM-5颗粒在MXene片层上的均匀分布状态……

结论

本研究开创性地设计了MXene/ZSM-5异质界面，实现了气体传感技术的革命性进展。通过分子筛结构与ZSM-5卓越稳定性的协同耦合，以及MXene优异的电荷传输与表面反应性，成功构建出具备突破性NO₂检测能力的纳米复合材料。该材料在室温下可实现超低检测限（1 ppm）……

CRediT作者贡献声明

Chen Chen: 调研。Yu Zhang: 方法论。Jinhong Liu: 方法论。Thomas Thundat: 撰写-审阅与编辑、可视化、方法论、形式分析、概念化。Hui Zhang: 撰写-审阅与编辑、验证。Ajit Khosla: 撰写-审阅与编辑、可视化、 Supervision、资源、项目管理、方法论、资金获取、概念化。Shenghui Xia: 撰写-初稿、可视化、方法论、形式分析、数据整理。

利益冲突声明

作者声明不存在任何可能影响本研究结果的已知经济或个人利益冲突。

致谢

作者感谢玛希隆大学理论物理与自然哲学中心的Pradeep Bhadola教授在相关性分析中的支持。本研究得到陕西省高端外国专家项目（90728220007）、国家自然科学基金（52202294）及中央高校基本科研业务费（ZYTS25236）的资助。作者感谢西安电子科技大学分析测试中心提供的技术支持。

Shenghui Xia是西安电子科技大学先进材料与纳米技术学院的硕士研究生。2023年获得西安石油大学应用化学学士学位，现为多模态传感与集成电路实验室成员，主要从事室温二维材料气体传感器开发与碲化物气敏材料的形貌可控合成研究。