Page 87 - 《精细化工》2022年第10期
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第 10 期 金 旭，等: MXene 在火灾预警传感器中的应用研究进展 ·2021·
体，即使在低浓度下也会迅速伤害人体皮肤和眼睛， YANG 等 [52] 通过超声喷雾热解技术制备了一种基于
但由于嗅觉疲劳，在低浓度下往往难以察觉 [51] 。LEE 三维褶皱 MXene 球的柔性 NO 2 传感器（图 7），其
等 [39] 用湿法纺丝工艺制备了一种 Ti 3 C 2 T x MXene/石 先用超声喷雾热解技术制备了 MXene/ZnO 粉末，再
墨烯复合纤维，具有出色的 NH 3 灵敏度（6.77%） 将其分散在去离子水中，将溶液滴到带有交错金电
和机械稳定性，即使在经过 2000 次循环弯曲后，其 极的聚酰亚胺（PI）柔性薄膜上，在真空烘箱中 60 ℃
电阻波动也仅为±0.2%，并且能够在形变过程中实时 干燥，得到柔性气敏传感器。室温下，其对 NO 2 的
进行气体传感（图 6a）。WU 等 [40] 通过溶液浇铸法 灵敏度从纯 MXene 的 27.27%提高到 41.93%，恢复
将 Ti 3 C 2 T x MXene 纳米片复合在聚酰亚胺薄膜上， 特性从约 30%大幅提高到近 100%，同时增强了对
制作出能在室温下检测 NH 3 、乙醇、甲醇、丙酮等 NO 2 的选择性。CHEN 等 [42] 利用纳米杂化的 SnS 2 和
挥发性有机化合物（VOCs）的柔性气体传感器，当 MXene 复合材料实现了超快的 NO 2 气体吸收和检
NH 3 在 Ti 3 C 2 T x MXene 表面发生吸附/脱附时就会即 测。室温下，MXene/SnS 2 传感器对体积分数为
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刻引起电信号发生变化。 1.0×10 的 NO 2 气体表现出超高的选择性和较快的
2.2.2 MXene 传感器检测 NO 2 响应速度，并可在 10 s 内超快恢复（图 6b）。可见，
在火灾初期，NO 2 也是一种典型气体 [41] ，吸入 基于 MXene 的纳米杂化材料为灵敏和快速的室温
后会导致胸闷和呼吸窘迫等，严重时将危及生命。 气体传感提供了一种很有前途的方案。
a—氨气 [39] ；b—二氧化氮 [42] ；c—甲醛 [44] ；d—乙醇 [45] ；ppm 代表 10 ；SMT-2 代表 MXene/SnS 2，其中制备时 MXene 用量为 2 mL
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图 6 MXene 基柔性气敏器件对于不同气体的响应性
Fig. 6 Responsiveness of MXene-based flexible gas sensors to different gases
