Прог. Матер. Наук. (Якщо: 48.165) | 2d mxene і вуглець

Важливість вуглецю, одного з найважливіших елементів життя, є очевидною. З епохи палеоліту люди намагалися використовувати вуглець для задоволення наших найосновніших потреб. Сьогодні вчені успішно розробили повноцінні вуглецеві матеріали, від 0D вуглецевих квантових точок, 1D вуглецевих нанотрубок або смуг, 2D графен та 3D вуглецева піна тощо, широко використовувались у багатьох полях. Тому вуглецеві матеріали також відіграють надзвичайно важливу роль у світі, в якому ми живемо, обслуговуючи наше життя. Неперевершена перевага витрат робить його піонером та лідером у багатьох полях застосування, і він навіть може бути інтегрований з іншими матеріалами, щоб мати кращу продуктивність у деяких конкретних областях.

З моменту відкриття 2D графена, було широко вивчено багато 2D -матеріалів, таких як оксиди перехідних металів, хальдогеніди перехідного металу, в основному, включаючи сульфіди та селеніди та перехідні металеві карбіди/нітрид, гексагональний нітрид бору, шаруватих LDH, 2D MOF, фосфен, Germane і т. Д. Хоча ці 2D -матеріали мають загальну 2D -структуру в цілому, специфічні фізичні та хімічні властивості змінюються залежно від хімічного складу, який також надає 2D сімейному матеріалу широкий спектр застосувань. Серед них багатошаровий карбід перехідного металу є найгарячішою зіркою за останнє десятиліття, так званий MXENE, завдяки його золотистим властивостям електричної провідності, багатими поверхневими функціональними групами, такими як -f, -Oh і = o, Відмінна гідрофільність та поверхнева електронегативність та інші всебічні відмінні характеристики. Оскільки він був вперше синтезований у 2011 році, це стало гарячою темою дослідження для дослідників у всьому світі, оскільки ми знаємо, що більшість 2D матеріалів виявляють ізоляційні, напівпровідникові або напівметалічні властивості, тому відкриття MXENE-це світанок 2D матеріалу Система. Мало того, що, порівняно з іншими двовимірними кінцевими компонентами, MXENE має дуже багату різноманітність, засновану на різних атомних шарах, завдяки атомному впорядкованню металу в площині або поза площиною, від M2X, до M3x2 до M4x3 та Зовсім недавно M5X4, який приносить понад 100 можливих компонентів до системи матеріалу MXENE. Це не має жодного іншого матеріалу досі. Що ще важливіше, за різними умовами травлення та методами фази попередника максимуму, велика кількість функціональних груп на поверхні MXEN . Сила van der waals між шаром mxene може бути подолана простим ультразвуковим польовим допомогою, у поєднанні з електростатичним відштовхуванням, що утворюється електронегативністю між шаром mxene, легко отримати високо дисперсійний колоїдний розчин та композитний мембранний матеріал з ультракотним -Писність та надвисока провідність можна отримати за допомогою простої вилучення та фільтрації. Через цей чудовий всебічний характер, 2D MXENE - це універсальний будівельний матеріал, застосування яких з моменту його відкриття варіюється від початкового зберігання енергії до каталізу, зондування, сонячних батарей та нових електромагнітних екранування, очищення води та біомедицини.

У всьому є дві сторони, хоча матеріали MXene мають багато переваг, як вище, але його недоліки в конкретних полях застосування, з якими ми повинні зіткнутися. Для застосування енергії, висока електропровідність MXENE та хімічна міцність можуть зберігати велику кількість заряду через поведінку псевдокомапакази. Однак фактичні електрохімічні характеристики електродів на основі MXENE суворо залежать від поверхневих властивостей, що контролюються умовами синтезу, і часто стикається з серйозними явищами самостійного ступеня під час тривалих циклів заряду та розряду. Це значно перешкоджає дифузійній поведінці іонів. І власний вищий період молекулярної ваги зазвичай має незадовільний рівень теоретичної здатності. MXENE в чистому фазі також важко описати як достатню продуктивність для каталітичних застосувань. Для інших застосувань подібна ситуація була головною загадкою для дослідників. Тут, композит, є найефективнішим способом, оскільки він може поєднувати переваги різних компонентів, поєднання цих двох має потенційну "хімічну реакцію", може принести синергетичні ефекти для матеріалів MXENE, взяти суть, йти дромом і Допоможіть продуктивності матеріалів на основі MXENE на новий рівень.

Тут ми систематично узагальнюємо структурну інтеграцію "1 + 1> 2", тобто "xD Carbon + 2D mxene = ∞". Відповідно до різних розмірів вуглецевої матриці, від низького розміру до високого розміру, 0D квантових крапок до 3D -скелета вуглецю та інтеграції 2D композитної структури MXEN і порівнюють. По-друге, структурно-активність гетероструктури XD / 2D-Carbon / Mxene порівнювали відповідно до логіки продуктивності синтезу-структури. На основі графіку багатовимірного вуглецевого матриксу та комплексу MXENE від початкової рекомбінації 1D CNT, 2D графенового складання, до 3D-похідного вуглецю, і останнім часом, кріплення 0D квантових крапок, вчені можуть явно Зрозумійте вену розвідки. З кількості опублікованих статей не важко зрозуміти, що кількість дослідницьких робіт, пов'язаних із матеріалами MXENE, збільшується з року в рік, серед яких частка досліджень вуглецевих композитів на основі MXEN Що ще важливіше, це все більш рясно з точки зору типів, що втішає для дослідження успіху MXENE. Врешті-решт, дослідження вуглецевих композитів на основі MXENE було узагальнено, а майбутнє напрямок досліджень було розглянуто.