В последние годы MXENE, графеноподобная структура, полученная с помощью максимальной фазовой обработки, привлекло внимание исследований, и многим партнерам интересуется этот материал. Сегодня Xiaobian приведет вас в понимание популярного 2D -материала Mxene.
1
Что такое Mxene?
Mxene-это графеноподобная структура, полученная с помощью максимальной фазовой обработки. Специфическая молекулярная формула для максимальной фазы - Mn + 1axn (n = 1, 2 или 3), где M относится к переходным металлам предыдущих групп, относится к основным элементам группы, а X относится к C и/// или n элементов.
Поскольку MX имеет сильную энергию связи, а A обладает более активной химической активностью, A может быть удален из максимальной фазы путем травления, чтобы получить графеноподобную 2D -структуру - Mxene.
Рисунок 1. Кристаллическая структура максимальной фазы и соответствующий тратратированный Mxene
С момента первого отчета Mxene (TI3C2TX, где T обозначает терминал поверхности, включая OH, O или F) в 2011 году, в лабораториях было подготовлено широкое разнообразие материалов Mxene. Khazaei et al. предположило, что основное состояние многих материалов Mxene (CR2CT2 или CR2NO2) является ферромагнитным и что параметры Seebeck полупроводника Mxene супер-высокие при низких температурах. Zhang et al. Впервые предположил, что MXENE (TI2CO2) монослои имеют на два порядка более высокую подвижность отверстий и нижнюю подвижность электронов, а затем подтвердили высокую подвижность носителей в экспериментах. Благодаря своим уникальным свойствам Mxene широко использовался в катализаторах, скринингу ионов, фототермической конверсии, транзисторах полевых эффектов, топологических изоляторах и реакциях эволюции водорода.
2
Как подготовлен Mxene?
Как описано выше, TI3C2TX был приготовлен с тех пор, как Naguib et al. Впервые путем селективного травления с гидрофлюорической кислотой (HF) при комнатной температуре (RT). Все больше и больше исследователей работают над тем, чтобы найти новые способы сделать больше Mxene. Naguib et al. Сначала предположил, что после удаления слоя A (Al) слой Mx (Ti3c2) может быть отделен от фазы Max (Ti3Alc2), а затем через ультразвуковую обработку можно получить новую 2D -фазу Ti3C2. Затем было систематически изучено влияние времени травления, температуры, размера частиц и источника TI3ALC2 на подготовку 2D TI3C2 методом HF. Кроме того, сила связи также определяет условия травления. Выбор подходящих условий травления является ключом для получения высокого урожая и чистоты.
Впоследствии, в экспериментах с одним и тем же агентом травления HF, было успешно получено все больше Mxene, включая Ti2ctx, Tinbctx, Ti3cnxtx, TA4C3TX, NB2CTX, V2CTX, NB4C3TX, MO2CTX, (NB0.8TI0.2) 4C3TX, (NB0.8Z0.8Z0.8z. 2) 4C3TX, ZR3C2TX и HF3C2TX, из которых MO2C является первой MXENE, приготовленной фазой MO2GA2C вместо максимальной фазы. Кроме того, ZR3C2 представляет собой mxene, приготовленный из ZR3AL3C5, который представляет собой типичный слоистый тройной и четвертичный переходной карбид с общей формулой для MNAL3CN+2 и Mn [Al (Si)] 4CN+3, где M стоит для ZR или HF и HF n равно 1-3. Новый Mxene, HF3C2YX, был получен путем селективного травления HF3 [Al (Si)] 4C6. Этот результат открывает дверь для приготовления нового Mxene от более разнообразных предшественников. В дополнение к типичному терполимеру Mxene, Anasori et al. Рассчитал и предсказал упорядоченные двойные карбиды M2D M'm 'xene по теории функционала плотности (DFT) и подготовлены MO2TIC2TX, MO2TI2C3TX и CR2TicXTX с использованием раствора HF в качестве агента травления.
