Vorbereitung, Eigenschaften und Anwendung von Mxen/ Polymerfilmen

Als neues zweidimensionales Material wurde erstmals seit 2011 Übergangsmetall-Kohlenstoff/Nitrid (MXene) berichtet und hat aufgrund seiner hervorragenden Eigenschaften schnell die Aufmerksamkeit der wissenschaftlichen Forscher auf sich gezogen. Mxen besteht aus N+1 -Schicht von Übergangsmetallatomen (m) und N -Schicht aus Kohlenstoff- oder Stickstoffatomen (x), und seine allgemeine Formel kann als Mn+1xntx geschrieben werden, wobei n 1, 2 oder 3 ist, die die darstellt Atomanordnete Arten von drei MXen -Materialien, t bezieht sich auf die an die Oberfläche des Materials gebundene funktionelle Gruppe. Aufgrund der reichen chemischen Zusammensetzung des Systems wurden mehr als 30 Arten von Mxen erfolgreich erstellt, und theoretische Berechnungen zeigen, dass noch viele mögliche MXen entwickelt werden müssen. Aufgrund der einzigartigen physikalischen und chemischen Eigenschaften von MXen verfügt es über umfassende Anwendungsaussichten in Katalyse, Erfassung, Energiespeicherung und anderen Feldern. Studien haben gezeigt, dass Mxen anfällig für oxidativen Abbau in der natürlichen Umgebung ist, was die Entwicklung von MXen -Materialien einschränkt. Die Zusammensetzung von MXen mit anderen Materialien kann die Umweltstabilität von MXen effektiv verbessern und den praktischen Anwendungsbereich weiter erweitern. Unter ihnen hat das Polymer die Vorteile der einfachen Vorbereitung, des niedrigen Preises und der einstellbaren Funktion sowie die Kombination von Polymer und Mxen zur Vorbereitung von Verbundfilmen zu einer der aktuellen Forschungs-Hotspots, die die großräumige Anwendung von MXene respektieren soll Materialien in der industriellen Produktion

Abbildung 1. Zusammenfassung der Vorbereitungsmethoden und verwandten Anwendungen von Mxen/ Polymerfilmen: Die Größe des Kreisdiagramms repräsentiert den Anteil der Artikel zu Vorbereitungsmethoden und praktischen Anwendungen in Gesamtpapieren.

Kürzlich veröffentlichte das Forschungsteam von Zhang Han, angesehener Professor der Shenzhen University, ein Papier mit dem Titel "Mxene/ Polymer -Membranen: Synthese, Eigenschaften und aufkommende Anwendungen" zum ersten Mal systematisch die Vorbereitung, Eigenschaften und praktische Anwendungen von Mxene/ Polymer zusammenfasste Filme. Diese Übersicht ist in sechs Teile unterteilt: (1) Die Synthesemethoden des Mxen-Körpers: selektive Ätzen von maximalen oder nicht maxierten Vorläufern und Bottom-up-CVD-Wachstumsmethoden; (2) Untersuchung der Eigenschaften von Mxen: elektronische Eigenschaften, mechanische Eigenschaften und Stabilität; (3) Vorbereitungsmethoden von Mxen/ Polymerfilmen: Vakuum-assistiertes Filtration (VAF), Lösungsgießfilm (DC), heißer Pressefilm (HP), Schicht Selbstorganisation, elektrsorientierende und elektrochemische Ablagerung usw. (4) Eigenschaften von Mxen / Polymerfilme: Mechanische Eigenschaften, thermische Eigenschaften, elektrische Eigenschaften und Gasbarriere; (5) Praktische Anwendungen von Mxen/ Polymerfilmen: Filtermedien, elektromagnetische Abschirmung, Sensoren, Superkondensatoren und Nanogeneratoren; (6) Herausforderungen und Chancen für die Entwicklung von Mxen/ Polymerfilmen: Der Vorbereitungsprozess von Mxen/ Polymerfilmen wird zusammengefasst, um Ideen für die Gestaltung neuer Mxene/ Polymerfilme bereitzustellen. Beispielsweise wird die quantitative Herstellung von MXen/ Polymerfilmen durch Zugabe von nicht interessanten MXen -Blöcken im Polymerisationsprozess realisiert. Durch die Festlegung eines geeigneten Modells wurde der Mechanismus von Mxen und Polymer untersucht und in Kombination mit den experimentellen Ergebnissen wurde die Wirkung der synergistischen Wirkung von Mxen und Polymer auf die Eigenschaften von Mxen/ Polymerfilmen enthüllt. Gegenwärtig wird das relativ reife TI3C2 -Material hauptsächlich bei der Herstellung von Mxen/ Polymerfilmen verwendet. In Anbetracht der Vielfalt von Mxen-Materialien kann die Einführung anderer Elemente MXen-Materialien in Kombination mit der Vielseitigkeit des Polymers selbst untersucht werden, um die Herstellung von MXen/ Polymerfilmen mit leistungsstarker Leistung zu erreichen.

Das Review -Papier wurde kürzlich in der Chemie der Materialien veröffentlicht. Der Erstautor ist Dr. Lingfeng Gao, ein Postdoktorand der Shenzhen University, und der entsprechende Autor ist Zhang Han, angesehener Professor am Joint Laboratory of Optoelektronischer Wissenschaft und Technologie zweidimensionaler Materialien an der Shenzhen University. Diese Arbeit wurde von der National Natural Science Foundation of China, der Postdocteal Science Foundation of China, dem Projekt Science and Technology Plan Project der Provinz Guangdong und des Science and Technology Innovation Fund von Shenzhen unterstützt.