Журнал неорганической химии, 2024, № 9

Российская академия наук
ЖУРНАЛ
НЕОРГАНИЧЕСКОЙ  
ХИМИИ
Том 69    № 9    2024    Сентябрь
Основан в январе 1956 г.
Выходит 12 раз в год  
ISSN: 0044-457X
Журнал издается под руководством  
Отделения химии и наук о материалах РАН
Главный редактор  
Н. Т. Кузнецов
Институт общей и неорганической химии  
им. Н.С. Курнакова РАН, Москва
Заместитель главного редактора 
 
 
Ответственный секретарь  
                К. Ю. Жижин  
 
 
             Е. П. Симоненко
Редакционная коллегия:
А.В. Агафонов, Е.В. Антипов, М.Б. Бабанлы (Азербайджан),  
В.В. Болдырев, К.С. Гавричев, Ю.Г. Горбунова, И.Л. Еременко,  
В.К. Иванов, В.М. Иевлев, В.Ю. Кукушкин, В. Линерт (Австрия),
Н.Ф. Степанов, В.Л. Столярова, В.П. Федин, А.Ю. Цивадзе,  
А.В. Шевельков, М. Шеер (Германия), В.Ф. Шульгин
Заведующая редакцией Е.В. Манахова
Адрес редакции: 119071, Москва, Ленинский проспект, 31,
Институт общей и неорганической химии  
им. Н.С. Курнакова РАН,
e-mail: rusjinorgchem@yandex.ru
Москва
ФГБУ «Издательство «Наука»
© Российская академия наук, 2024
© Редколлегия журнала “Журнала неорганической  
     химии” (составитель), 2024

СОДЕРЖАНИЕ
Том 69, номер 9, 2024
СИНТЕЗ И СВОЙСТВА НЕОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ
Хемосенсорные свойства нанокомпозита Ti0.2V1.8CTx–V2O5–SnO2
Е. П. Симоненко, А. С. Мокрушин, И. А. Нагорнов, Ю. М. Горбань, Т. Л. Симоненко, Н. П. Симоненко, 
Н. Т. Кузнецов 
1213
Полиольный синтез серебряных нанопроволок и их применение при получении 
прозрачных электродов
Н. П. Симоненко, Т. Л. Симоненко, Ф.Ю. Горобцов, П. В. Арсенов, И. А. Волков, Е. П. Симоненко 
1223
Изотопный эффект в ИК-спектрах высокообогащенного аморфного 
диоксида кремния ASiO2 (A – 28, 29, 30)
К. Ф. Шумовская, М. Е. Комшина, М. В. Суханов, С. Д. Плехович, А. Д. Плехович, П. А. Отопкова, 
О. Ю. Трошин, А. Д. Буланов 
1233
Карбоксониевые производные клозо-декаборатного аниона [2,6-B10H8O2CC6H4R]– 
на основе ароматических карбоновых кислот: синтез и физико-химические свойства
А. В. Колбунова, И. Н. Клюкин, А. С. Кубасов, Н. А. Селиванов, А. Ю. Быков, 
А. П. Жданов, К. Ю. Жижин, Н. Т. Кузнецов 
1245
Особенности люминесценции многокомпонентных фторидов со структурой кубического пирохлора, 
легированных ионами европия
Н. М. Хайдуков, М. Н. Бреховских, Н. Ю. Кирикова, В. А. Кондратюк, В. Н. Махов 
1254
Биостекло 45S5, легированое Bi2O3, для медицинского применения
Д. Н. Грищенко, М. А. Медков 
1267
Синтез и исследование термодинамических свойств германатов CaYb2Ge4O12 и CaLu2Ge4O12 в интервале 
температур 320–1050 K
Л. Т. Денисова, Д. В. Белокопытова, Ю. Ф. Каргин, Г. В. Васильев, Н. В. Белоусова, В. М. Денисов 
1277
Синтез триэтиламмониевых солей амидиновых производных клозо-боратных анионов 
[B10H10]2– и [B12H12]2– и исследование их цитотоксических свойств
М. Н. Рябчикова, А. В. Нелюбин, И. Н. Клюкин, Н. Ю. Карпеченко, 
А. П. Жданов, К. Ю. Жижин, Н. Т. Кузнецов 
1284
Синтез, кристаллическая структура и термодинамические свойства германата Ca3Y2Ge3O12
Л. Т. Денисова, Д. В. Белокопытова, Ю. Ф. Каргин, Г. В. Васильев, В. М. Денисов, В. В. Белецкий 
1291
КООРДИНАЦИОННЫЕ СОЕДИНЕНИЯ
Структурная организация и термическое поведение соединений 
Rb3(SbF3)(Zr2F11) · 0.5H2O и Rb3(SbF3)(Zr2F11)
А. В. Герасименко, Т. Ф. Антохина, Н. Н. Савченко 
1296

Новые двойные комплексные соли [M(im)n][RuNOCl5] (M = Ni, Cu): 
синтез, структура, термические свойства
А. О. Бородин, Е. Ю. Филатов, П. Е. Плюснин, Н. В. Куратьева, С. В. Коренев, Г. А. Костин 
1308
ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ НЕОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ
Спиновые свойства хиральных нанотрубок SiC
П. Н. Дьячков, П. А. Кулямин 
1319
ФИЗИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Синтез и термодинамические свойства титаната тулия
П. Г. Гагарин, А. В. Гуськов, В. Н. Гуськов, А. В. Хорошилов, К. С. Гавричев 
1329
НЕОРГАНИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ И НАНОМАТЕРИАЛЫ
Получение и хемосенсорные свойства нанокомпозита, полученного при гидротермальном 
модифицировании Ti2CTx иерархически организованным Co(CO3)0.5(OH) · 0.11H2O
Е. П. Симоненко, А. С. Мокрушин, И. А. Нагорнов, С. А. Дмитриева, Т. Л. Симоненко, Н. П. Симоненко, 
Н. Т. Кузнецов 
1341

ЖУРНАЛ НЕОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ, 2024, том 69, № 9, с. 1213–1222
СИНТЕЗ И СВОЙСТВА НЕОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ
УДК 546.261:28+546.832:27 
ХЕМОСЕНСОРНЫЕ СВОЙСТВА НАНОКОМПОЗИТА 
Ti0.2V1.8CTx–V2O5–SnO2
© 2024 г. Е. П. Симоненкоa, *, А. С. Мокрушинa, И. А. Нагорновa, Ю. М. Горбаньa, b, 
Т. Л. Симоненкоa, Н. П. Симоненкоa, Н. Т. Кузнецовa
aИнститут общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН, 
Ленинский пр-т, 31, Москва, 119991 Россия
bРоссийский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, 
Миусская пл., 9, Москва, 125047 Россия
*e-mail: ep_simonenko@mail.ru
Поступила в редакцию 01.03.2024 г. 
После доработки 09.04.2024 г. 
Принята к публикации 26.04.2024 г.
Разработана методика модифицирования аккордеоноподобного максена сложного состава Ti0.2V1.8CTx 
оксидами олова(IV) и ванадия путем гидротермального синтеза SnO2 в водно-спиртовой среде в присутствии диспергированных частиц двумерного карбида ванадия-титана, нанесения методом микроплоттерной печати на специализированную подложку покрытия состава Ti0.2V1.8CTx–10 мол. % 
SnO2 с последующей термической обработкой на воздухе при температуре 300nС в течение 1 ч. Для 
сформировавшегося нанокомпозитного слоя Ti0.2V1.8CTx–V2O5–SnO2 комплексно изучены хемосенсорные свойства по отношению к ряду газов-аналитов: 100 ppm CO, NH3, NO2, бензола, ацетона, этанола, 
1000 ppm H2, метана и 10% кислорода. Показана его высокая чувствительность и селективность к диоксиду азота при рабочих температурах 150 и 200nС: отклики на 100 ppm NO2 составили 281 и 873% соответственно.
Ключевые слова: максен, композит, хеморезистивный газовый сенсор, микроплоттерная печать
DOI: 10.31857/S0044457X24090013, EDN: JTDDAI
ВВЕДЕНИЕ
Максены как относительно новый класс неорганических функциональных материалов вызывают большой интерес благодаря сочетанию 
таких характеристик, как высокая электропроводность, большая удельная площадь поверхности, высокая вариативность составов самих слоев Mn+1Cn и их поверхностных групп T, которые 
определяют широкие возможности изменения 
свойств [1–8]. Такой комплекс свойств предполагает их применение в составе рецепторных 
материалов хеморезистивных газовых сенсоров 
[9–17].
биды: для них в открытых литературных источниках найдено менее двух десятков публикаций 
по апробации для детектирования газообразных токсичных и взрывоопасных аналитов или 
газов-маркеров социально значимых заболеваний [31–34]. В работе [31] продемонстрировано 
влияние метода синтеза и состава поверхностных 
функциональных групп на газочувствительные 
характеристики максена V2CTx. Так, образец, 
полученный с помощью плавиковой кислоты, 
способен детектировать метан, а образец, полученный с помощью системы NaF + HCl, чувствителен лишь к формальдегиду. В работе [34] 
для V2CTx установлена возможность сверхбыстрого обнаружения SO2. Статья [32] освещает 
возможность детектирования не только полярных, но и неполярных газов, включая водород и метан, с низким пределом обнаружения 
(до 2 и 25 ppm соответственно) при комнатной 
температуре с помощью рецепторного слоя 
V2CTx, нанесенного на гибкую полиимидную 
подложку. В работе [35] изучены особенности 
В настоящее время в качестве газочувствительных материалов предлагается применять 
двумерные карбиды титана [18–21], в первую 
очередь Ti3C2Tx, синтезированный в [22]. Другие 
максены, например Mo2CTx и Nb2CTx, в качестве газочувствительных веществ исследованы 
в меньшей степени [23–30]. В этом же ряду находятся и ванадийсодержащие двумерные кар1213

СИМОНЕНКО и др.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
детектирования влажности и летучих органических соединений материала на основе сложного 
максена Ti0.2V1.8CTx в составе мультисенсорного 
датчика с обработкой сигналов с применением 
современных математических методов.
Для синтеза MAX-фазы Ti0.2V1.8AlC использовали порошки титана (99%, ООО “СНАБТЕХМЕТ”), ванадия, (99.9%, 0.5–100 мкм, ООО 
“РусХим”), алюминия (t98%, ООО “РусХим”), 
графита (99.99%, ООО “Особо чистые вещества”), KBr (х. ч., ООО “РусХим”), для получения максена Ti0.2V1.8CTx – плавиковую (50%, ч., 
Micropur ULSI) и соляную (х. ч., ООО “РусХим”) кислоты.
Синтез исходной MAX-фазы Ti0.2V1.8AlC проводили по известной методике, описанной в работах [33, 56, 60]. Мольное соотношение n(V) : 
n(Ti) : n(Al) : n(C) составляло 1.8 : 0.2 : 1.2 : 1.8, 
отношение m(V+Ti+Al+C) : m(KBr) = 1 : 1, температура термической обработки в среде аргона – 1100nС, длительность – 5 ч. Получение 
индивидуального многослойного (аккордеоноподобного) максена Ti0.2V1.8CTx осуществляли 
с использованием смеси концентрированных 
плавиковой и соляной кислот в объемном соотношении 3 : 2 при температуре 90 ± 2nС в течение 5 сут [35, 49, 56]. После выделения и промывки с помощью центрифугирования порошок 
максена сушили в вакууме при _80nС.
Однако тенденция к реагрегации листов максенов в ходе формирования покрытий значительно ухудшает их сенсорные свойства (сильно 
снижая удельную площадь поверхности и, соответственно, число адсорбционных центров), 
что частично решается путем их модифицирования вторым компонентом [36]: проводящими полимерами [37–39], графеном [40–42], 
щелочными реагентами [43], халькогенидами 
металлов [44–46], наночастицами благородных 
металлов [47, 48], а также полупроводниковыми 
оксидами металлов [49–55], которые являются 
традиционными рецепторными материалами 
для хеморезистивных газовых сенсоров. Так, 
в работе [50] формирование нанокомпозита 
V2CTx–V2O5 повысило отклик на 15 ppm ацетона 
почти в три раза по сравнению с индивидуальным максеном. Ранее нами было показано, что 
в случае V2CTx введение в состав рецепторного 
материала оксида ванадия V3O7 в результате частичного окисления максена при минимальной 
температуре 250nС приводит к значительному 
изменению чувствительности [49] – увеличению 
величины отклика на ряд аналитов в несколько 
раз. Контролируемое окисление максена более 
сложного состава Ti0.2V1.8CTx [56] с образованием дополнительной фазы V2O5 позволило получить высокие отклики на NO2 и кислород при 
температурах детектирования 125–200nС, при 
комнатной температуре отмечена хорошая чувствительность по отношению к ацетону, этанолу 
и аммиаку.
В некоторых исследованиях отмечалась перспективность подхода к улучшению сенсорных 
свойств материалов на основе максенов путем 
допирования сразу несколькими полупроводниковыми оксидами металлов, благодаря чему 
формируются различные гетеропереходы на границах раздела фаз [57–59].
Введение 10 мол. % диоксида олова(IV) 
в состав максена Ti0.2V1.8CTx выполняли путем 
контролируемого осаждения и последующей 
гидротермальной обработки. Для этого навеску порошка Ti0.2V1.8CTx массой 10 мг подвергали диспергированию в 1 мл этилового спирта 
в ультразвуковой ванне в течение 20 мин, затем 
в реакционную систему вводили расчетный объем раствора хлорида олова(II) в разбавленной 
соляной кислоте. Далее значение pH доводили 
до 9 добавлением 5%-ного водного раствора 
NH3 · H2O. Полученную реакционную систему 
помещали в стальной автоклав с тефлоновой 
вставкой объемом 5 мл и подвергали гидротермальной термообработке при 120nС в течение 
1 ч (скорость нагрева составляла 2.5 град/мин). 
Твердую фазу продукта реакции отделяли центрифугированием, дважды промывали этанолом 
и диспергировали в 1 мл 1-бутанола (ч. д. а., ООО 
“ТД “Химмед”) в ультразвуковой ванне в течение 30 мин. Полученную дисперсию применяли 
в качестве функциональных чернил для микроплоттерной печати композиционного покрытия 
состава Ti0.2V1.8CTx–10 мол. % SnO2 на поверхности специализированных датчиков. Нанесенные покрытия сушили при 80nС в вакууме, далее 
В связи с этим целью настоящей работы является исследование сенсорных свойств композиционного материала на основе ванадийсодержащего двумерного карбида сложного состава 
Ti0.2V1.8CTx, допированного оксидами ванадия 
и титана, а также наночастицами полупроводникового оксида SnO2.
ЖУРНАЛ НЕОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ 
том 69 
№ 9 
2024

ХЕМОСЕНСОРНЫЕ СВОЙСТВА НАНОКОМПОЗИТА…
образец хранили на воздухе при обычной влажности.
Testo 868. Электрическое сопротивление пленок измеряли с помощью цифрового мультиметра Fluke 8846A (6.5 Digit Precision Multimeter) 
с верхним пределом 1 ГОм.
Отклик на все газы рассчитывали по формуле:
R
R
 
S
R
1
100
=
−
×
BL
g
BL
% 
(1)
С целью дополнительного модифицирования 
материала полупроводниковым оксидом ванадия проводили термическую обработку датчика 
на воздухе в течение 1 ч при 300nС, что несколько превышает минимальную для формирования 
отдельной фазы оксида ванадия температуру 
термической обработки 250nC, представленную 
в работах [49, 56].
где RBL – базовая линия, сопротивление при 
напуске синтетического воздуха или азота (для 
определения кислорода в качестве базовой линии использовали азот, для других газов – синтетический воздух), Rg – сопротивление при 
заданной концентрации газообразного аналита 
в синтетическом воздухе.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
Рентгенограммы образцов регистрировали 
на рентгеновском дифрактометре Bruker D8 
Advance (излучение CuKα, разрешение 0.02n при 
накоплении сигнала в точке в течение 0.3 с). 
Рентгенофазовый анализ (РФА) выполняли 
с применением программы MATCH! – Phase 
Identification from Powder Diffraction, Version 
3.8.0.137 (Crystal Impact, Germany), в которую 
интегрирована база данных Crystallography Open 
Database.
Исследование особенностей микроструктуры 
образцов исходного максена Ti0.2V1.8CTx и композиционных материалов на его основе проводили 
методом растровой электронной микроскопии 
(РЭМ) с помощью двулучевого сканирующего электронно-ионного микроскопа Fib-Sem 
Tescan Amber (Tescan s.r.o., Чехия) при ускоряющем напряжении 2 кВ, а также просвечивающего сканирующего микроскопа JEM-1011 (JEOL, 
Япония).
Получение и исследование композиционного 
материала Ti0.2V1.8CTx–V2O5–SnO2
На рис. 1 представлена микроструктура полученного многослойного максена Ti0.2V1.8CTx по 
данным ПЭМ. Как видно из рис. 1, размер агрегатов варьирует по диаметру от 0.3 до 1.5 мкм, 
а по толщине от 0.35 до 2.5 мкм. При этом иногда встречаются относительно малослойные агрегаты толщиной _30–150 нм, вероятно, отслоившиеся от крупных частиц. Расстояние между 
явно выделенными стопками максенов в составе 
аккордеоноподобного агрегата изменяется в интервале от 10 до 80–90 нм. Большое увеличение 
микроструктуры показывает, что на краю максеновых частиц могут встречаться мелкие глобулярные образования диаметром 5–15 нм, 
которые можно отнести к продуктам деградации 
максена, образовавшимся в ходе его промывки 
и сушки.
РФА (рис. 2) свидетельствует о том, что после вытравливания слоев алюминия из состава 
Ti0.2V1.8AlC образуется достаточно чистый продукт, содержащий лишь небольшую примесь исходной МАХ-фазы. Рефлексы кубического VC, 
присутствовавшие в Ti0.2V1.8AlC, в синтезированном максене Ti0.2V1.8CTx не найдены. Следует 
отметить, что смещение положения рефлекса (002) от 13.5n до 8.7n иллюстрирует увеличение 
межслоевого расстояния от 6.6 (для МАХ-фазы) 
до 10.2 Å (для Ti0.2V1.8CTx).
Проведение гидротермального синтеза SnO2 
в присутствии максена приводит к существенной аморфизации продукта (рис. 2, рентгеноСенсорные свойства полученного композиционного материала Ti0.2V1.8CTx–V2O5–SnO2 
измеряли на специализированной установке [61–63]. Газовую среду в кварцевой ячейке 
создавали с помощью трех контроллеров расхода газа Bronkhorst с максимальной пропускной 
способностью 100, 200 и 1000 мл/мин. Полученный рецепторный слой Ti0.2V1.8CTx–V2O5–SnO2 
изучали на чувствительность к следующим газам-аналитам: 100 ppm CO, NH3, NO2, бензола 
(C6H6), ацетона (C3H6O), этанола (C2H5OH), 
1000 ppm H2, метана (CH4) и 10% кислорода (O2). В качестве источника анализируемых 
газов использовали соответствующие поверочные газовые смеси в воздухе. Для построения 
базовой линии газов применяли синтетический воздух, а при детектировании кислорода – 
азот (99.9999%). Температуру сенсорного элемента регулировали с помощью встроенного 
платинового микронагревателя, предварительно 
откалиброванного с применением тепловизора 
ЖУРНАЛ НЕОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ 
том 69 
№ 9 
2024

СИМОНЕНКО и др.
2 мкм
500 нм
200 нм
Рис. 1. Микроструктура полученного многослойного максена Ti0.2V1.8CTx по данным ПЭМ
Ti0.2V1.8AlC
Ti0.2V1.8CTx
VC
SiO2 tetr., подложка
I
3
2
1
10
20
30
40
50
60
2T, град
Рис. 2. Рентгенограммы исходной МАХ-фазы Ti0.2V1.8AlC (1), синтезированного многослойного максена Ti0.2V1.8CTx (2) 
и композиционного материала Ti0.2V1.8CTx–SnO2, полученного в результате гидротермального синтеза (3)
зелеными стрелками). Тем не менее каркасные агрегаты модифицированного максена 
являются основной фазой в нанокомпозите 
Ti0.2V1.8CTx–SnO2.
грамма 3): интенсивность рефлексов, связанных 
с максеном Ti0.2V1.8CTx, кардинально уменьшилась. Кроме того, происходит раздвоение наиболее показательного рефлекса (002), что говорит 
о формировании нескольких фракций многослойного максена с межслоевыми расстояниями 
_11.3 (2θ = 7.8n) и _9.9 Å (2θ = 8.9n).
Как показывает ПЭМ (рис. 3), гидротермальный синтез диоксида олова при умеренной 
температуре приводит к тому, что отдельные 
наночастицы SnO2 диаметром 2–5 нм, помимо 
образования собственных рыхлых и мало связанных агрегатов, внедряются в межслоевое 
пространство многослойных максенов (рис. 3, 
показаны желтыми стрелками) и покрывают 
их аккордеоноподобные агрегаты (показаны 
После окисления нанесенного на специализированную сенсорную подложку композита 
Ti0.2V1.8CTx–SnO2 при температуре 300nС на рентгенограмме не наблюдается рефлекс (002) для 
оставшегося максена, о существовании которого говорит сохранившийся темно-серый цвет 
покрытия. Кроме того, на фоне чрезвычайно 
интенсивных рефлексов подложки (Al2O3 [64] 
и Pt [65]) с некоторым приближением можно выделить малоинтенсивные и чрезвычайно уширенные рефлексы фаз SnO2 [66] и текстурированного 
V2O5 [67] c некоторым дефицитом по кислороду.
ЖУРНАЛ НЕОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ 
том 69 
№ 9 
2024

ХЕМОСЕНСОРНЫЕ СВОЙСТВА НАНОКОМПОЗИТА…
500 нм
250 нм
100 нм
200 нм
Рис. 3. Микроструктура композиционного наноматериала Ti0.2V1.8CTx–SnO2 по данным ПЭМ; желтыми стрелками обозначено внедрение наночастиц SnO2 между слоями максена, зелеными – их расположение на поверхности аккордеоноподобных агрегатов
РЭМ 
покрытия 
Ti0.2V1.8CTx–V2O5–SnO2 
(рис. 4) позволяет сделать вывод о существенной деградации многослойного максена Ti0.2V1.8CTx, однако в объеме присутствуют 
и остаточные аккордеоноподобные агрегаты. 
Наблюдаемые трещины могут быть результатом 
разницы в термических коэффициентах расширения нанесенного изначально композиционного состава Ti0.2V1.8CTx
 –10 мол. % SnO2 и образовавшегося при окислении максена состава 
Ti0.2V1.8CTx–V2O5–SnO2. 
Высокая 
пористость 
данного рецепторного слоя создает предпосылки 
для его более высокой газовой чувствительности.
Ti0.2V1.8CTx–V2O5–SnO2 комплексно изучена чувствительность к широкой группе газов-аналитов 
(100 ppm CO, NH3, NO2, C6H6, C3H6O, C2H5OH, 
1000 ppm H2, CH4, 10% O2) при рабочих температурах 200 и 150nС. На рис. 5 представлена диаграмма 
селективности, составленная из откликов на эти 
газы. Из всех анализируемых газов наибольший 
отклик наблюдается для NO2 (S = 873 и 281% при 
рабочих температурах 200 и 150nС соответственно), 
он значительно превышает отклики на все другие 
газы. На врезке (рис. 5) представлены отклики на 
остальные газы. Стоит отметить заметные отклики 
при температуре детектирования 200nС на О2, СО, 
этанол, ацетон и аммиак: S = 18, 18, 20, 32 и 16% 
соответственно. При уменьшении рабочей температуры до 150nС отклики заметно снижаются.
Более подробно изучена чувствительность 
полученного 
композиционного 
материала 
Хеморезистивные свойства рецепторного слоя 
Ti0.2V1.8CTx–V2O5–SnO2
На первом этапе хеморезистивных измерений для полученного композитного слоя 
ЖУРНАЛ НЕОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ 
том 69 
№ 9 
2024

СИМОНЕНКО и др.
10 мкм
2 мкм
1 мкм
500 нм
Рис. 4. Микроструктура покрытия Ti0.2V1.8CTx–SnO2 после его окисления при температуре 300nС и образования состава 
Ti0.2V1.8CTx–V2O5–SnO2 по данным РЭМ. Стрелками обозначены агрегаты многослойного максена в составе материалов
ратуре, которое не позволяет изучить его хемосенсорные свойства. Данный факт может быть 
связан с формированием барьеров Шоттки на 
более многочисленных границах раздела фаз.
Ti0.2V1.8CTx–V2O5–SnO2 по отношению к различным концентрациям NO2 (4–100 ppm) при 
рабочей температуре 200nС (рис. 6). Показано, что при таком увеличении концентрации диоксида азота происходит повышение 
откликов от 74 до 873% соответственно. Такие 
величины откликов существенно выше, чем 
было установлено нами ранее для композиционного материала Ti0.2V1.8CTx–V2O5, для которого отклик на 100 ppm NO2 при рабочей температуре 200nС составил _200% [56]. Вероятно, 
это стало возможным благодаря более высокой 
удельной площади поверхности нанокомпозита 
Ti0.2V1.8CTx–V2O5–SnO2, в котором частицы диоксида олова приводят к увеличению расстояния 
между стопками пластин максена в агрегатах 
и препятствуют их повторному слипанию в ходе 
формирования покрытия и его сушки. Кроме 
того, для полученного в настоящей работе состава Ti0.2V1.8CTx–V2O5–SnO2 отмечается слишком 
высокое сопротивление при комнатной темпеНа рис. 7 представлена воспроизводимость 
сигнала при детектировании 10 ppm NO2. Из рисунка видно, что после нескольких циклов напуска газа в течение короткого времени (150 с на 
напуск газа) происходит дрейф как значений 
отклика, так и базовой линии, что может быть 
связано с необратимой сорбцией NO2 или высоким временем десорбции. С повышением времени восстановления до 500–1000 с сопротивление базовой линии возвращается до начальных 
значений, что свидетельствует об обратимости 
поверхностных процессов. Таким образом, данные явления могут свидетельствовать о различной скорости процессов адсорбции и десорбции 
NO2, что проявляется на экспериментальных 
графиках в виде дрейфующих значений.
ЖУРНАЛ НЕОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ 
том 69 
№ 9 
2024

ХЕМОСЕНСОРНЫЕ СВОЙСТВА НАНОКОМПОЗИТА…
1000
40
200°C
150°C
800
30
20
600
Отклик, %
10
Отклик, %
400
0
O2
H2
CO
CH4
NH3
C6H6
C3H6O
200
C2H5OH
Газы-аналиты
0
O2
H2
CO
CH4
NO2
NH3
C6H6
C3H6O
C2H5OH
Газы-аналиты
Рис. 5. Диаграмма селективности композиционного покрытия Ti0.2V1.8CTx–V2O5–SnO2, составленная из откликов на различные газы (100 ppm CO, NH3, NO2, C6H6, C3H6O, C2H5OH, 1000 ppm H2, CH4, 10% O2) при температурах детектирования 
150 и 200nС
(а)
(б)
100 ppm
1000
1000
50 ppm
800
800
20 ppm
600
600
400
400
Отклик, %
Отклик, %
10 ppm
200
200
4 ppm
0
0
0
3000
0
20
40
60
80
100
1000
2000
W, с
Конц. NO2, ppm
Рис. 6. Отклики композиционного покрытия Ti0.2V1.8CTx–V2O5–SnO2 на 4–100 ppm NO2 (а); зависимость отклика от концентрации NO2 в газовой атмосфере (б); измерения проведены при рабочей температуре 200nC
При напуске аналита наблюдается увеличение (для О2 и NO2) или уменьшение (для всех 
других восстановительных газов) электрического сопротивления. Эта особенность является типичной для детектирования указанных 
газов по механизму, описанному для полупроводниковых оксидов металлов n-типа, например оксидов олова(IV) и ванадия, входящих 
ЖУРНАЛ НЕОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ 
том 69 
№ 9 
2024