In den letzten Jahren hat Mxene, eine graphenähnliche Struktur, die durch MAX-Phasenbehandlung erhalten wurde, umfangreiche Aufmerksamkeit der Forschung auf sich gezogen, und viele Partner sind neugierig auf dieses Material. Heute wird Xiaobian Sie dazu bringen, das beliebte 2D -Material Mxene zu verstehen.
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Was ist Mxene?
Mxen ist eine graphenähnliche Struktur, die durch maximale Phasenbehandlung erhalten wird. Die spezifische molekulare Formel für die maximale Phase beträgt Mn + 1AXN (n = 1, 2 oder 3), wobei m sich auf die Übergangsmetalle der vorherigen Gruppen bezieht, A auf die Hauptgruppenelemente, und X bezieht sich auf das C und//////////// oder n Elemente.
Da MX eine starke Bindungsenergie hat und A eine aktivere chemische Aktivität hat, kann A aus der maximalen Phase entfernt werden, indem sie eine graphenartige 2D -Struktur - MXen - erhalten.
Abbildung 1. Kristallstruktur der maximalen Phase und des entsprechenden geätzten Mxen
Seit dem ersten Bericht von Mxene (TI3C2TX, wobei T für das Terminal der Oberfläche steht, einschließlich OH, O oder F) im Jahr 2011, wurden in Laboratorien eine Vielzahl von Mxen -Materialien hergestellt. Khazaei et al. schlug vor, dass der Grundzustand vieler MXen-Materialien (CR2CT2 oder CR2NO2) ferromagnetisch ist und dass die Seebeck-Parameter des Halbleitermxene bei niedrigen Temperaturen überdurchschnittlich hoch sind. Zhang et al. Zuerst schlug vor, dass Mxene (TI2CO2) -Monoschichten zwei Größenordnungen mit höherer Lochmobilität und niedrigerer Elektronenmobilität aufweisen und später in Experimenten eine hohe Mobilität der Träger bestätigten. Aufgrund seiner einzigartigen Eigenschaften wurde Mxen in Katalysatoren, Ionen -Screening, photothermischer Umwandlung, Feldwirkungstransistoren, topologischen Isolatoren und Wasserstoffentwicklungsreaktionen häufig eingesetzt.
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Wie wird Mxene vorbereitet?
Wie oben beschrieben, wurde TI3C2TX erstmals durch selektives Ätzen mit Hydrofluorsäure (HF) bei Raumtemperatur (RT) hergestellt. Immer mehr Forscher arbeiten daran, neue Wege zu finden, um mehr MXen zu machen. Naguib et al. Zuerst schlug vor, dass nach dem Entfernen der A (AL) -Schicht die MX (TI3C2) -Schicht von der max (TI3ALC2) -Phase getrennt werden kann und dann durch Ultraschallbehandlung eine neue 2D -TI3C2 -Phase erhalten werden kann. Dann wurden die Auswirkungen der Ätzzeit, der Temperatur, der Partikelgröße und der Quelle von Ti3alc2 auf die Herstellung von 2D TI3C2 nach HF -Methode systematisch untersucht. Darüber hinaus bestimmt die Stärke der A -Bindung auch die Ätzbedingungen. Die Auswahl geeigneter Ätzbedingungen ist der Schlüssel, um hohe Ertrag und Reinheit zu erhalten.
Anschließend wurde in Experimenten mit demselben Ätzmittel HF immer mehr Mxen erfolgreich erhalten, einschließlich Ti2CTX, TinbCtx, Ti3cnxtx, Ta4c3tx, Nb2ctx, V2CTX, NB4C3TX, Mo2CTX, (nb0.8ti0.2) 4C3tx, (NB0.8ZR0). 2) 4C3TX, ZR3C2TX und HF3C2TX, von denen MO2C die erste MXen ist, die durch die MO2GA2C -Phase anstelle der maximalen Phase hergestellt wurde. Darüber hinaus ist ZR3C2 ein aus ZR3Al3C5 hergestelltes Mxen, das ein typisch geschichteter ternärer und quaternärer Übergangsmetallkarbid mit einer allgemeinen Formel für Mnal3CN+2 und Mn [Al (si)] 4CN+3 ist n ist gleich 1-3. Ein neues Mxen, HF3C2YX, wurde durch selektives Ätzen von HF3 [Al (Si)] 4C6 erhalten. Dieses Ergebnis öffnet die Tür zur Vorbereitung von neuartigen Mxen aus verschiedenen Vorläufern. Zusätzlich zu dem typischen Terpolymer -Mxen haben Anasori et al. berechnete und prognostizierte die geordneten doppelten M2D -Carbide M'M 'Xene durch Dichtefunktionstheorie (DFT) und hergestellt MO2TIC2TX, MO2TI2C3TX und CR2TICXTX unter Verwendung der HF -Lösung als Ätzmittel.
