Про матеріали MXENE: Три кроки зробіть вас, щоб зрозуміти MXENE | Максимальна фаза | Метал | Mxene | графен

Останніми роками MXENE, графеноподібна структура, отримана за допомогою максимальної фазової обробки, привернула широку дослідницьку увагу, і багато партнерів цікавляться цим матеріалом. Сьогодні Xiaobian візьме вас, щоб зрозуміти популярний 2D матеріал MXENE.

1
Що таке mxene?
MXENE-це графеноподібна структура, отримана за допомогою максимальної фазової обробки. Специфічна молекулярна формула для максимальної фази - mn + 1axn (n = 1, 2 або 3), де m відноситься до перехідних металів попередніх груп, відноситься до основних елементів групи, а x відноситься до С та// або n елементів.
Оскільки MX має міцну енергію зв’язку і A має більш активну хімічну активність, A може бути видалено з максимальної фази шляхом травлення для отримання графеноподібної 2D -структури - mxene.
Малюнок 1. Кристалічна структура максимальної фази та відповідний травлений mxene
Починаючи з першого звіту про MXENE (TI3C2TX, де T означає термінал поверхні, включаючи OH, O або F) у 2011 році, в лабораторіях готували найрізноманітніші матеріали MXENE. Khazaei та ін. запропонував, що основним станом багатьох матеріалів MXENE (CR2CT2 або CR2NO2) є феромагнітним, і що параметри Seebeck напівпровідника MXENE є супер високими при низьких температурах. Чжан та ін. Вперше запропонував, що моношари MXENE (TI2CO2) мають два порядки більш високі мобільності отвору та нижню рухливість електронів, а згодом підтвердили високу рухливість операторів в експериментах. Завдяки своїм унікальним властивостям, MXENE широко застосовується в каталізаторах, іонному скринінгу, фототермічній перетворенні, транзисторах польового ефекту, топологічних ізоляторів та реакцій еволюції водню.
2
Як готується mxene?
Як описано вище, TI3C2TX готується з моменту Naguib et al вперше шляхом селективного травлення гідрофторною кислотою (HF) при кімнатній температурі (RT). Все більше дослідників працюють над тим, щоб знайти нові способи зробити більше MXENE. Naguib et al. Спочатку запропонував, що після видалення шару A (Al) шар MX (TI3C2) можна відокремити від фази MAX (TI3ALC2), а потім шляхом ультразвукової обробки можна отримати нову 2D фазу TI3C2. Потім систематично вивчали вплив часу травлення, температури, розміру частинок та джерела TI3ALC2 на підготовку 2D TI3C2 методом HF. Крім того, міцність зв'язку також визначає умови травлення. Вибір відповідних умов травлення є ключем для отримання високого врожаю та чистоти.
Згодом, в експериментах з тим самим офортним агентом HF, все більше і більше MXENE було успішно отримано, включаючи Ti2ctx, Tinbctx, Ti3cnxtx, Ta4c3tx, nb2ctx, v2ctx, nb4c3tx, mo2ctx, (nb0.8ti0.2) 4c3tx, (nb0.8 2) 4C3TX, ZR3C2TX і HF3C2TX, з яких MO2C - це перший MXENE, підготовлений фазою MO2GA2C замість максимальної фази. In addition, Zr3C2 is an MXene prepared from Zr3Al3C5, which is a typical layered ternary and quaternary transition metal carbide with a general formula for MnAl3Cn+2 and Mn[Al(Si)]4Cn+3, where M stands for Zr or Hf and n дорівнює 1-3. Новий MXENE, HF3C2YX, був отриманий шляхом селективного травлення HF3 [Al (SI)] 4C6. Цей результат відкриває двері для підготовки нового MXene від більш різноманітних попередників. Окрім типового Terpolymer Mxene, Anasori et al. обчислювали та прогнозували впорядковані подвійні карбіди M2D M'M 'xene за допомогою функціональної теорії щільності (DFT) та підготували Mo2tic2TX, Mo2Ti2C3TX та Cr2ticxtx за допомогою розчину HF як травлення.