W ostatnich latach Mxene, struktura grafenowa uzyskana przez Max Fazę, przyciągnęła szeroką uwagę badań, a wielu partnerów ciekawy tego materiału. Dzisiaj Xiaobi zabierze Cię do zrozumienia popularnego materiału 2D Mxene.
1
Co to jest Mxene?
Mxene to struktura podobna do grafenu uzyskana przez maksymalne obróbkę fazową. Specyficzny wzór molekularny dla fazy maksymalnej wynosi Mn + 1Axn (n = 1, 2 lub 3), gdzie m odnosi się do metali przejściowych poprzednich grup, A odnosi się do głównych elementów grupy, a x odnosi się do C i// lub n elementy.
Ponieważ MX ma silną energię wiązania, a A ma bardziej aktywną aktywność chemiczną, A można usunąć z fazy maksymalnej przez trawienie w celu uzyskania struktury 2D podobnej do grafenu.
Ryc. 1. Struktura krystaliczna fazy maksymalnej i odpowiadającego wytrawionego MXENE
Od pierwszego raportu MXENE (TI3C2TX, gdzie T oznacza terminal powierzchni, w tym OH, O lub F) w 2011 r., W laboratoriach przygotowano szeroką gamę materiałów MXENE. Khazaei i in. zaproponował, że stan podstawowy wielu materiałów MXENE (CR2CT2 lub CR2NO2) jest ferromagnetyczny i że parametry Sebeck półprzewodników Mxene są bardzo wysokie w niskich temperaturach. Zhang i in. Po raz pierwszy zaproponował, że monowarstwy MXENE (TI2CO2) mają dwa rzędy o większej mobilności otworów i niższą mobilność elektronów, a później potwierdziły wysoką mobilność nośnika w eksperymentach. Ze względu na jego unikalne właściwości MXENE był szeroko stosowany w katalizatorach, badania przesiewowej jonowej, konwersji fototermicznej, tranzystorach efektu pola, izolatorach topologicznych i reakcjach ewolucji wodoru.
2
Jak przygotowuje się Mxene?
Jak opisano powyżej, TI3C2TX przygotowano od czasu, gdy Naguib i in. Po raz pierwszy przez selektywne trawienie kwasem hydrofluorowym (HF) w temperaturze pokojowej (RT). Coraz więcej badaczy pracuje nad znalezieniem nowych sposobów na uczynienie większej liczby Mxene. Naguib i in. Najpierw zaproponował, że po usunięciu warstwy A (Al) warstwę MX (Ti3C2) można oddzielić od fazy MAX (Ti3Alc2), a następnie poprzez leczenie ultradźwiękowe można uzyskać nową fazę 2D TI3C2. Następnie systematycznie badano wpływ czasu trawienia, temperatury, wielkości cząstek i źródła Ti3Alc2 na przygotowanie 2D TI3C2 metodą HF. Ponadto siła wiązania A określa również warunki trawienia. Wybór odpowiednich warunków trawienia jest kluczem do uzyskania wysokiej wydajności i czystości.
Następnie, w eksperymentach z tym samym środkiem trawienia HF, z powodzeniem uzyskano coraz więcej MXENE, w tym Ti2Ctx, Tinbctx, Ti3CNXTX, TA4C3TX, NB2CTX, V2CTX, NB4C3TX, MO2CTX, (NB0.8TI0.2) 4C3TX, (NB0.8zr0. 2) 4C3TX, ZR3C2TX i HF3C2TX, z których MO2C jest pierwszym MXENE przygotowanym przez fazę MO2GA2C zamiast fazy MAX. Ponadto ZR3C2 jest MXENEM przygotowanym z Zr3Al3C5, który jest typowym warstwowym trójskładnikowym i czwartorzędowym węglikiem przejściowym z ogólnym wzorem dla MnaL3CN+2 i Mn [Al (Si)] 4CN+3, gdzie M stoi na Zr lub HF i HF i HF i HF i HF i n oznacza 1-3. Nowy MXENE, HF3C2YX, uzyskano przez selektywne trawienie HF3 [AL (SI)] 4C6. Ten wynik otwiera drzwi do przygotowania nowatorskiego Mxene'a z bardziej różnorodnych prekursorów. Oprócz typowego terpolimeru Mxene, Anasori i in. Obliczone i przewidywane uporządkowane podwójne węgliki M2D M'M 'xene według teorii funkcjonalnej gęstości (DFT) i przygotowany MO2TIC2TX, MO2TI2C3TX i CR2TICXTX przy użyciu roztworu HF jako środka trawienia.
