上海交通大学：氮掺杂Ti3C2Tx可穿戴气体传感器的实时无线传输，可有效检测食品腐败和氨泄漏

传感装置的性能与所用气体传感材料的特性有着内在的联系。在室温气体传感器中使用的各种材料中，值得注意的材料包括石墨烯、过渡金属二硫化物（TMD）、碳纳米管（CNT）、聚苯胺（PANi）、聚吡咯（PPy）和MXenes。MXenes尤其因其优异的导电性和存在许多可以与目标气体分子相互作用的末端（如-OH、-F和-O）而受到广泛关注。Ti₃C₂T_x以其卓越的机械和热力学性能脱颖而出，成为使用最广泛的MXene，并在气体传感器领域得到了广泛的应用。然而，基于Ti₃C₂T_x的气体传感器仍然面临挑战，例如响应和恢复时间慢、灵敏度低和稳定性不足。

已经实施了各种策略来解决这些问题，包括异质结构的构建、元素掺杂和表面改性技术等。其中，元素掺杂改性提供了一种直接的方法，可以有效地改变材料的电子能带结构。特别是氮掺杂，已被确定为一种有前景的方法，不仅可以促进气体传感器的室温操作，还可以提高其传感性能。此外，据报道，氮掺杂可以解决气体传感器恢复速度慢和基线偏移等关键问题。因此，掺氮Ti₃C₂T_x气体传感器的开发有望与检测设备无缝集成，实现低功耗和出色的气体传感能力的结合。

2. 氮掺杂导致Ti₃C₂T_x的晶格错位，从而实现了有效的势垒高度调制和氮掺杂Ti₃C₂T_x的电荷转移效率的提高。

3. 密度泛函理论计算证实了氮掺杂Ti₃C₂T_x对NH₃的吸附大大增强。