Ru掺杂Ti2CO2 MXene

5-HT检测极限10⁻¹⁸ g/mL

首次合成具有半导体特性的Ti2CO2 MXene，用于超灵敏光电化学生物传感。

Guo, Yiwei · 戴显英 · Ma, Shenhui · 补钰煜

Chemical Engineering Journal 2025

参数信息

带隙

0.5 eV

导带电位

-0.2 V

价带电位

0.3 V

5-羟色胺检测限

10⁻¹⁸ g/mL

技术优势

首次合成

此前 Ti₂CO₂ 半导体相仅存在于理论预测，本工作实现其首次实验合成，为后续研究和应用提供材料基础。

带隙与理论吻合

实验测得带隙为 0.5 eV，与理论预测一致，验证了合成的 Ti₂CO₂ 具有预期的半导体电子结构。

超灵敏检测

基于 Ru 掺杂 Ti₂CO₂ 修饰 BiVO₄ 的光电化学传感器对 5-羟色胺的检测限低至 10⁻¹⁸ g/mL，超出常规检测水平。

应用场景

• 神经递质检测：对 5-HT 等神经递质实现 10⁻¹⁸ g/mL 级超灵敏检测，可直接用于神经科学研究和疾病诊断。
• 光电化学生物传感器：Ru 掺杂 Ti₂CO₂ 修饰 BiVO₄ 后显著增强光电化学传感性能，推动 PEC 生物传感器向单分子检测水平发展。
• 二维半导体材料：首次实现半导体相 Ti₂CO₂ 的可控合成，为二维半导体材料在电子和光电器件中的应用打开通路。