J 2023

Nanocrystalline TiO2/Ti3C2Tx MXene composites with a tunable work function prepared using atmospheric pressure oxygen plasma

VIDA, Július, Pavol GEMEINER, Michaela PAVLIČKOVÁ, Martina MAZALOVÁ, Pavel SOUČEK et. al.

Základní údaje

Originální název

Nanocrystalline TiO2/Ti3C2Tx MXene composites with a tunable work function prepared using atmospheric pressure oxygen plasma

Autoři

VIDA, Július (703 Slovensko, garant, domácí), Pavol GEMEINER, Michaela PAVLIČKOVÁ, Martina MAZALOVÁ (203 Česká republika, domácí), Pavel SOUČEK (203 Česká republika, domácí), Dušan PLAŠIENKA (703 Slovensko, domácí) a Tomáš HOMOLA (703 Slovensko, domácí)

Vydání

Nanoscale, Royal Society of Chemistry, 2023, 2040-3364

Další údaje

Jazyk

angličtina

Typ výsledku

Článek v odborném periodiku

Obor

10305 Fluids and plasma physics

Stát vydavatele

Spojené státy

Utajení

není předmětem státního či obchodního tajemství

Odkazy

Impakt faktor

Impact factor: 6.700 v roce 2022

Kód RIV

RIV/00216224:14310/23:00130155

Organizační jednotka

Přírodovědecká fakulta

UT WoS

000902093000001

Klíčová slova anglicky

nanostructured coatings; MXenes; plasma

Štítky

Příznaky

Mezinárodní význam, Recenzováno
Změněno: 22. 2. 2024 10:07, Mgr. Marie Novosadová Šípková, DiS.

Anotace

V originále

Composites of TiO2 and Ti3C2Tx MXene are of great interest because they combine superior TiO2 photocatalytic activity with excellent MXene conductivity. As these composites have conventionally been prepared using methods requiring high temperatures, a process for producing similar materials at reduced temperature could be beneficial for applications in flexible and printed electronics. Therefore, we used low-temperature dielectric barrier discharge to develop a method for forming crystalline TiO2 by treating Ti3C2Tx MXene surfaces with high-power-density oxygen plasma comprising various energetic and reactive oxygen species, which oxidize MXene surfaces and form TiO2 nanoparticles on disordered graphitic carbon sheets within a few seconds. Scanning electron microscopy was used to observe the plasma-induced morphological changes to elucidate the TiO2 formation mechanism. The MXene surface chemistry was studied in detail using X-ray photoelectron spectroscopy and ab initio modelling. The crystalline phase of TiO2 was further studied using transmission electron microscopy and Raman spectroscopy. The results presented here suggest the formation of small anatase nanoparticles on the surface of MXenes within just seconds of plasma exposure. Nanoparticles grew with prolonged plasma treatment and a transition from anatase to rutile was observed. Considering that the temperature of plasma was always below 70 °C, the oxygen plasma process for the preparation of TiO2/Ti3C2Tx composites is an excellent candidate for application on temperature-sensitive substrates in flexible and printed electronics.

Návaznosti

GJ19-14770Y, projekt VaV
Název: Plazmatem produkované nanostrukturované vrstvy pro flexibilní materiály nové generace
Investor: Grantová agentura ČR, Plasma engineering of nanostructured coatings for next-generation flexible materials
90097, velká výzkumná infrastruktura
Název: CEPLANT
90110, velká výzkumná infrastruktura
Název: CzechNanoLab