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具有全新 MXene 相的 M2CS2 (M = Sc, Y):作为含 N/O 气体传感器和/或捕获器的有希望的候选者
Applied Surface Science ( IF 6.3 ) Pub Date : 2022-09-29 , DOI: 10.1016/j.apsusc.2022.155104 Chao Hu , Xuefang Yu , Yanchun Li , Jianbo Cheng , Bo Xiao
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更新日期:2022-10-01
Applied Surface Science ( IF 6.3 ) Pub Date : 2022-09-29 , DOI: 10.1016/j.apsusc.2022.155104 Chao Hu , Xuefang Yu , Yanchun Li , Jianbo Cheng , Bo Xiao
最近在实验中成功合成了 S 端 MXenes ( Science , 2020, 369, 979)。特别是,M 2 CS 2(M = Sc 或 Y)的原子排列与所有已知的 MXene 不同。受此启发,我们从理论上研究了17种气体(包括大气分子和有机分子)在M 2 CS 2上的吸附。我们的结果表明,含N/O的气体在M 2 CS 2上的吸附是优选的,并且与Sc 2 CS 2相比, Y 2 CS 2表现出更高的化学活性。详细地说,Sc 2CS 2只能有效捕获NH 3和尼古丁,而其他气体(包括NO x、乙醇、丙酮和甲醇)也可以被Y 2 CS 2捕获,因为它们具有很强的相互作用强度(E ads < -0.50 eV)。此外,通过考虑M 2 CS 2 -气体系统的吸附能、电荷转移、态密度和电流/电压关系,我们发现Sc 2 CS 2可能是NH 3 /NO/尼古丁/乙醇的潜在候选者。气体传感器和 Y 2 CS 2对 NO 表现出极高的灵敏度和选择性。重要的是,M 2 CS 2在气体传感过程后可重复使用,因为在室温下恢复时间短(<0.04 s)。我们的结果将有助于理解这种独特的 MXene 相 (M 2 CS 2 ) 的化学性质和潜在应用。
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