Τα τελευταία χρόνια, η Mxene, μια δομή που μοιάζει με γραφένιο που αποκτήθηκε με τη μέγιστη θεραπεία φάσης, έχει προσελκύσει εκτεταμένη ερευνητική προσοχή και πολλοί εταίροι είναι περίεργοι για αυτό το υλικό. Σήμερα, το Xiaobian θα σας μεταφέρει για να καταλάβετε το δημοφιλές 2D υλικό MXENE.
1
Τι είναι το Mxene;
Το Mxene είναι μια δομή τύπου graphene που λαμβάνεται με μέγιστη θεραπεία φάσης. Ο συγκεκριμένος μοριακός τύπος για τη μέγιστη φάση είναι mn + 1axn (n = 1, 2 ή 3), όπου το m αναφέρεται στα μεταβατικά μέταλλα των προηγούμενων ομάδων, αναφέρεται στα κύρια στοιχεία της ομάδας και το Χ αναφέρεται στο C και/ ή n στοιχεία.
Επειδή το MX έχει ισχυρή ενέργεια δεσμού και το Α έχει μια πιο δραστική χημική δραστηριότητα, μπορεί να αφαιρεθεί από τη μέγιστη φάση με τη χάραξη για να αποκτήσει μια δομή 2D τύπου 2D - Mxene.
Σχήμα 1. κρυσταλλική δομή της μέγιστης φάσης και της αντίστοιχης χαραγμένης Mxene
Από την πρώτη αναφορά του Mxene (TI3C2TX, όπου το Τ αντιπροσωπεύει τερματικό της επιφάνειας, συμπεριλαμβανομένων των OH, O ή F) το 2011, παρασκευάστηκε μεγάλη ποικιλία υλικών Mxene σε εργαστήρια. Khazaei et αϊ. πρότεινε ότι η κατάσταση εδάφους πολλών υλικών Mxene (CR2CT2 ή CR2NO2) είναι σιδηρομαγνητική και ότι οι παραμέτρους Seebeck του ημιαγωγού mxene είναι υπερ-υψηλές σε χαμηλές θερμοκρασίες. Zhang et αϊ. Πρώτα πρότεινε ότι οι μονοστοιβάδες Mxene (TI2CO2) έχουν δύο τάξεις μεγέθους υψηλότερης κινητικότητας οπών και χαμηλότερη κινητικότητα ηλεκτρονίων και αργότερα επιβεβαίωσαν την υψηλή κινητικότητα των φορέων σε πειράματα. Λόγω των μοναδικών ιδιοτήτων του, το Mxene έχει χρησιμοποιηθεί ευρέως σε καταλύτες, διαλογή ιόντων, φωτοθερμική μετατροπή, τρανζίστορ επιπέδου πεδίου, τοπολογικούς μονωτήρες και αντιδράσεις εξέλιξης του υδρογόνου.
2
Πώς προετοιμάζεται το mxene;
Όπως περιγράφηκε παραπάνω, το TI3C2TX έχει παρασκευαστεί από τους Naguib et al για πρώτη φορά με επιλεκτική χάραξη με υδροφθορικό οξύ (HF) σε θερμοκρασία δωματίου (RT). Όλο και περισσότεροι ερευνητές εργάζονται για να βρουν νέους τρόπους για να κάνουν περισσότερα MXene. Naguib et αϊ. Πρώτα πρότεινε ότι μετά την αφαίρεση του στρώματος Α (AL), το στρώμα MX (TI3C2) μπορεί να διαχωριστεί από τη φάση Max (Ti3alc2) και στη συνέχεια μέσω υπερηχητικής θεραπείας, μπορεί να ληφθεί μια νέα φάση 2D TI3C2. Στη συνέχεια μελετήθηκαν οι επιδράσεις του χρόνου χάραξης, της θερμοκρασίας, του μεγέθους των σωματιδίων και της πηγής Ti3ALC2 στην παρασκευή 2D TI3C2 με μέθοδο HF. Επιπλέον, η ισχύς του δεσμού Α καθορίζει επίσης τις συνθήκες χάραξης. Η επιλογή των κατάλληλων συνθηκών χάραξης είναι το κλειδί για την απόκτηση υψηλής απόδοσης και καθαρότητας.
Στη συνέχεια, σε πειράματα με τον ίδιο παράγοντα χάραξης HF, όλο και περισσότερο mxene ελήφθη με επιτυχία, συμπεριλαμβανομένων των Ti2Ctx, TinbCtx, Ti3cnxtx, Ta4c3Tx, Nb2Ctx, V2CTX, NB4C3TX, MO2CTX, (NB0.8TI0.2) 4C3TX, (NB0.8ZR0. 2) 4C3TX, ZR3C2TX και HF3C2TX, εκ των οποίων το MO2C είναι το πρώτο mxene που παρασκευάστηκε από τη φάση Mo2GA2C αντί για μέγιστη φάση. Επιπλέον, το ZR3C2 είναι ένα Mxene που παρασκευάζεται από το ZR3AL3C5, το οποίο είναι ένα τυπικό στρώμα τριμερούς και τεταρτοταγών μετάλλων μετάλλου με γενική φόρμουλα για MnAl3CN+2 και MN [AL (SI)] 4CN+3, όπου Μ σημαίνει ZR ή HF και n ισούται με 1-3. Ένα νέο Mxene, HF3C2YX, ελήφθη με επιλεκτική χάραξη HF3 [AL (SI)] 4C6. Αυτό το αποτέλεσμα ανοίγει την πόρτα στην προετοιμασία του νέου Mxene από πιο διαφορετικούς πρόδρομους. Εκτός από το τυπικό τερπολυμερές Mxene, Anasori et αϊ. Υπολογίστηκε και προβλεπόταν τα διατεταγμένα διπλά καρβίδια M2D m'm 'xene με λειτουργική θεωρία πυκνότητας (DFT) και παρασκευάστηκαν Mo2tic2Tx, Mo2Ti2C3TX και Cr2ticxtx χρησιμοποιώντας διάλυμα HF ως παράγοντα χάραξης.
