[发明专利]一种三氧化钼复合二氧化钛或碳化钛纳米材料的制备方法及气敏元件制备方法

说明书

本发明公开了一种三氧化钼复合二氧化钛或碳化钛纳米材料的制备方法，包括以步骤：制备刻蚀溶液；制备多层Ti₃C₂T_x，将Ti₃AlC₂粉末缓慢添加到溶液中，通过多次离心搅拌得到多层Ti₃C₂T_x；制备MoO₃/TiO₂/Ti₃C₂T_x前驱物溶液；将搅拌后的黑色溶液分装到100mL规格的反应釜中，在180℃的水热温度下反应24h；经过反应釜反应后的黑色溶液冷却至室温后，在8000r/min的条件下离心三次，期间分别用去离子水和无水乙醇清洗，最后在120℃的烘箱中干燥，得到MoO₃/TiO₂/Ti₃C₂T_x纳米材料。根据本发明制备得到的MoO₃/TiO₂/Ti₃C₂T_X纳米复合材料传感器可用作检测异丙醇气体的高性能传感器并大大提高了MXene基气体传感器的整体性能。

技术领域

本发明涉及纳米材料制备的技术领域，特别涉及一种三氧化钼复合二氧化钛或碳化钛纳米材料的制备方法及气敏元件制备方法。

背景技术

异丙醇(IPA)作为最常见的挥发性有机化合物(VOCs)之一，在农药、印刷、医药、电子、日用化工等诸多领域被广泛用作溶剂和合成化学中间体。然而，IPA对人体健康危害很大。浓度低于400ppm的异丙醇蒸汽会刺激眼睛、鼻子、嘴巴和喉咙；而浓度越高则抑制中枢神经系统，或引起头晕、剧烈呕吐、出汗过多、呕吐、肿胀和内出血。因此，在实际应用中，有必要研制一种高响应、高选择性的异丙醇气体传感器。

目前常用的金属氧化物半导体化学电阻气体传感器具有灵敏度高、技术成熟、价格实惠等优点，但其检测限一般在几十到几百ppm之间，工作温度大多在300-500℃之间，这大大限制了它们的实际应用。因此，研制常温下检测痕量异丙醇(IPA)的新型气敏材料迫在眉睫。

MXene作为一种新型的二维纳米材料，由于其超高比表面积、优异的金属导电性和丰富的表面官能团，近年来对挥发性有机化合物(VOCs)表现出良好的气敏性能。通过对相应的最大相铝的选择性刻蚀，得到了纯MXene。Ti₃C₂T_x作为最常见的MXene，在理论和实验上都被证明是一种很有前途的NH₃传感材料。然而，与其它单相二维纳米材料一样，纯Ti₃C₂T_x气体传感器的响应不理想，稳定性差，阻碍了其实际应用。

目前，有几种方法可以提高MXene基气体传感器的性能。首先，通过化学改性对MXene的层间距和表面官能团的调控来指导MXene的导电性和气敏性。然而，在这些工作中，仅仅改善了传感器的一些单边特性。MXene基气体传感器的响应恢复速度、选择性、重复性和检测范围等综合性能有待进一步提高。

发明内容

针对现有技术中存在的不足之处，本发明的目的是提供一种三氧化钼复合二氧化钛或碳化钛纳米材料的制备方法，本发明制备得到的MoO₃/TiO₂/Ti₃C₂T_x纳米复合材料传感器可用作检测异丙醇气体的高性能传感器并大大提高了MXene基气体传感器的整体性能。为了实现根据本发明的上述目的和其他优点，提供了一种三氧化钼复合二氧化钛或碳化钛纳米材料的制备方法，包括以下步骤：

S1、制备刻蚀溶液；