摘要
由于二维材料在力学、化学、磁学、光学上表现出的特性，该材料在有机电子、电子元件、电化学储能、传感催化等领域上的探究吸引着越来越多研究者的兴趣。然而，MXene从制备到使用需要经过前体材料的刻蚀与剥离，在这个过程中，反应体系存在着高危险性以及反应条件苛刻的问题。低共熔溶剂(DES)作为介于一般分子溶剂与离子溶剂之间的导电液体，具有高黏滞性、无挥发性、无毒性，其中由金属盐氯化物与小分子氢键供体形成的新型共熔溶剂，可作为一种室温熔融盐，为MAX相前体的刻蚀提供反应环境。基于此，本论文研究思路如下: (1)新型低共熔溶剂在二维平面材料MXene刻蚀制备上的探究。本论文借助金属盐氯化物和乙二醇所形成新型低共熔溶剂中游离离子簇的氧化性，对MXene的Al层进行选择性刻蚀。通过选取不同金属盐与乙二醇进行不同摩尔比下低共熔溶剂的配制，对其电导率、粘度、相变以及电化学规律进行比较，摸索适宜发生氧化还原的反应条件。在之后的刻蚀实验中，分别对反应体系温度、反应时长以及前体材料MAX相的投料量进行比较与探讨。实验表明，在1∶10的摩尔比下，氯化铁与乙二醇形成的新型低共熔溶剂在140℃的条件下反应12h，可以对Ti3AlC2-MAX相进行刻蚀。 (2)MXene/低共熔溶剂纸基温度传感器的制备。本论文借助MXene的光热转换性能和低共熔溶剂导电性受温度影响的特性，进行MXene/新型低共熔溶剂导电油墨的制备，并将该材料通过丝网印刷制备柔性传感器的探索。通过将HF刻蚀制备的MXene纳米片与新型低共熔溶剂共混，得到一系列具有光热转换能力的导电油墨，并通过丝网印刷等工艺，以不同柔性材料为基底制备温度传感器。实验中讨论MXene粉末添加量、低共熔溶剂的种类对印刷质量、温度传感以及稳定性的影响。实验结果表明，氯化铁与乙二醇在1∶4的摩尔比下所形成的新型低共熔溶剂，与MXene粉末以1∶1的质量比共混得到油墨，经丝网印刷所得到的纸基温度传感器具有较高的灵敏度及稳定性。具有一定的应用价值。
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