O materiáloch Mxene: Tri kroky vás trvá, aby ste pochopili MXene | Max. Fáza | kov | mxene | grafén

V posledných rokoch pritiahla MXENE, grafén-podobná štruktúra získaná pomocou maximálnej fázovej liečby, a mnohí partneri sú na tento materiál zvedaví. Dnes vás Xiaobian zavedie, aby ste pochopili populárny 2D materiál Mxene.

1
Čo je mxene?
MXENE je štruktúra podobná grafénu získaná maximálnym ošetrením fázy. Špecifický molekulárny vzorec pre maximálnu fázu je Mn + 1axn (n = 1, 2 alebo 3), kde M sa vzťahuje na prechodné kovy predchádzajúcich skupín, A znamená prvky hlavnej skupiny a X sa vzťahuje na C a/ alebo n prvky.
Pretože MX má silnú väzbu a A má aktívnejšiu chemickú aktivitu, A môže byť odstránená z maximálnej fázy leptaním, aby sa získala 2D štruktúra podobná grafénu - mxén.
Obrázok 1. Kryštálová štruktúra maximálnej fázy a zodpovedajúci leptaný mxén
Od prvej správy o mxéne (TI3C2TX, kde T znamená terminál povrchu, vrátane OH, O alebo F) v roku 2011, sa v laboratóriách pripravilo široká škála materiálov Mxénu. Khazaei a kol. navrhol, že základný stav mnohých materiálov mxénu (CR2CT2 alebo CR2NO2) je feromagnetický a že Seebeck parametre polovodičového mxénu sú pri nízkych teplotách super vysoké. Zhang a kol. Najprv navrhol, že monovrstvy MXENE (TI2CO2) majú dva rády vyššiu mobilitu otvorov a nižšiu mobilitu elektrónov a neskôr potvrdili vysokú mobilitu nosičov v experimentoch. Vďaka svojim jedinečným vlastnostiam sa Mxén široko používa v katalyzátoroch, skríningu iónov, fototermálnej konverzii, terénnych tranzistoroch, topologických izolátoroch a reakciách na vývoj vodíka.
2
Ako sa pripravuje Mxene?
Ako je opísané vyššie, Ti3C2TX sa pripravuje od Naguib et al a kol. Prvýkrát selektívnym leptaním kyselinou hydrofluorovou (HF) pri teplote miestnosti (RT). Stále viac vedcov pracuje na hľadaní nových spôsobov, ako urobiť viac MXENE. Naguib a kol. Najprv navrhol, že po odstránení vrstvy A (AL) sa môže vrstva MX (TI3C2) oddeliť od maximálnej (TI3ALC2) fázy a potom prostredníctvom ultrazvukového ošetrenia je možné získať novú fázu 2D TI3C2. Potom sa systematicky študovali účinky času leptania, teploty, veľkosť častíc a zdroj Ti3ALC2 na prípravu 2D Ti3C2 metódou HF. Okrem toho pevnosť väzby A tiež určuje podmienky leptania. Výber vhodných podmienok leptania je kľúčom na získanie vysokého výnosu a čistoty.
Následne sa v experimentoch s rovnakým leptaním HF úspešne získalo, vrátane TI2CTX, TINBCTX, TI3CNXTX, TA4C3TX, NB2CTX, V2CTX, NB4C3TX, MO2CTX, (NB0.8TI0.2) 2) 4C3TX, ZR3C2TX a HF3C2TX, z ktorých MO2C je prvý mxén pripravený fázou MO2GA2C namiesto maximálnej fázy. Okrem toho je ZR3C2 MXENE pripravený z ZR3AL3C5, ktorý je typickým vrstveným ternárnym a kvartérnym prechodným kovovým karbidom so všeobecným vzorcom pre MNAL3CN+2 a MN [AL (SI)] 4CN+3, kde M stojí za ZR alebo HF a HF a HF a HF a HF a HF a HF a HF a HF a HF a HF a HF a HF a HF a HF a HF a HF a HF a HF a HF a HF a HF a HF a hF N sa rovná 1-3. Nový mxén, HF3C2YX, sa získal selektívnym leptaním HF3 [AL (SI)] 4C6. Tento výsledok otvára dvere na prípravu nového Mxene z rôznych prekurzorov. Okrem typického terpolyméru Mxén, Anasori a kol. Vypočítané a predpovedané usporiadané dvojité karbidy M2D M'M 'xene pomocou funkčnej teórie hustoty (DFT) a pripravené MO2TIC2TX, MO2TI2C3TX a CR2TICXTX pomocou HF roztoku ako leptacieho činidla.