La importancia del carbono, uno de los elementos más importantes de la vida, es evidente. Desde la era paleolítica, los humanos han tratado de usar el carbono para satisfacer nuestras necesidades más básicas. Hoy, los científicos han desarrollado con éxito materiales de carbono de dimensión completa, a partir de puntos cuánticos de carbono 0D, nanotubos o bandas de carbono 1D, se han utilizado ampliamente ampliamente en muchos campos. Por lo tanto, los materiales de carbono también juegan un papel extremadamente importante en el mundo en el que vivimos, sirviendo nuestras vidas. La ventaja de costos incomparable lo convierte en un pionero y líder en muchos campos de aplicación, e incluso puede integrarse con otros materiales para tener un mejor rendimiento en algunas áreas específicas.
Desde el descubrimiento de grafeno 2D, muchos materiales 2D se han estudiado ampliamente, como óxidos de metal de transición, calcogenuros de metal de transición, que incluye sulfuros y selenidas, y carburos/nitruro de metales de transición, nitruro de boro hexagonal, LDH en capas, MOF 2D, fosfeno, fosfeno,, fosfeno,, fosfeno,, fosfeno, Gerente, etc. Aunque estos materiales 2D tienen una estructura 2D común en su conjunto, las propiedades físicas y químicas específicas varían según la composición química, lo que también le da a la familia de materiales 2D una amplia gama de aplicaciones. Entre ellos, el carburo de metal de transición en capas es la estrella más popular en la última década, el llamado mxeno, debido a sus propiedades doradas de conductividad eléctrica, grupos funcionales ricos en superficie, como -f, -oh y = o, Excelente hidrofilia y electronegatividad superficial y otras características integrales excelentes. Dado que se sintetizó por primera vez en 2011, se ha convertido en un tema de investigación candente para los investigadores de todo el mundo, porque sabemos que la mayoría de los materiales 2D exhiben propiedades aislantes, semiconductores o semi-metálicas, por lo que el descubrimiento de mxene es el amanecer del material 2D del material 2D sistema. No solo eso, en comparación con otros componentes finitos bidimensionales, Mxene tiene una diversidad muy rica basada en diferentes capas atómicas, gracias al orden atómico metálico en el plano o fuera del plano, desde M2X, hasta M3x2, hasta M4x3 y Más recientemente, M5X4, que aporta más de 100 componentes posibles al sistema de material Mxene. Esto no tiene comparación con cualquier otro material hasta ahora. Más importante aún, de acuerdo con las diferentes condiciones y métodos de grabado de la fase máxima precursora, se puede regular una gran cantidad de grupos funcionales en la superficie del mxeno, de modo que se pueda dirigir de acuerdo con el escenario de la aplicación para diseñar la estructura de superficie más favorable . La fuerza de van der Waals entre las capas de mxeno puede superarse mediante asistencia de campo ultrasónico simple, junto con la repulsión electrostática generada por la electronegatividad entre las capas de mxeno, es fácil obtener una solución coloidal altamente dispersiva y un material de membrana compuesto con ultra -Laflexibilidad y ultra alta conductividad se pueden obtener mediante extracción y filtración simples. Debido a esta excelente naturaleza integral, el mxene 2D es un material versátil de bloques de construcción cuyas aplicaciones ya que su descubrimiento varía desde el almacenamiento de energía inicial hasta la catálisis, la detección, las células solares y el protección electromagnética emergente, el tratamiento de agua y la biomedicina.
Hay dos lados para todo, aunque los materiales de mxene tienen muchas ventajas como las anteriores, pero sus desventajas en los campos de aplicación específicos que debemos enfrentar. Para aplicaciones de almacenamiento de energía, la alta conductividad eléctrica y la resistencia química de Mxene pueden almacenar una gran cantidad de carga a través del comportamiento de pseudocapacitancia. Sin embargo, el rendimiento electroquímico real de los materiales de electrodos basados en Mxene depende estrictamente de las propiedades de la superficie controladas por las condiciones de síntesis, y a menudo enfrenta fenómenos de autocuidado graves durante los ciclos de carga y descarga a largo plazo. Obstaculiza enormemente el comportamiento de difusión de los iones. Y su propio período de mayor peso molecular generalmente tiene niveles de capacidad teóricos insatisfactorios. El mxeno en su fase pura también es difícil de describir como un rendimiento suficiente para las aplicaciones catalíticas. Para otras aplicaciones, una situación similar ha sido un gran rompecabezas para los investigadores. Aquí, compuesto, es la forma más efectiva, ya que puede combinar las ventajas de diferentes componentes, la combinación de los dos tiene una "reacción química" potencial, puede traer efectos sinérgicos para los materiales de mxeno, tomar la esencia, ir a la escoria, y Ayuda al rendimiento de los materiales a base de Mxene a un nuevo nivel.
Aquí, resumimos sistemáticamente la integración estructural de "1 + 1> 2", es decir, "xd carbono + 2d mxene = ∞". De acuerdo con las diferentes dimensiones de la matriz de carbono, desde la dimensión baja hasta la alta dimensión, los puntos cuánticos 0D hasta el esqueleto de carbono 3D, y la integración de la estructura compuesta de mxeno 2D, en primer lugar, de acuerdo con los diferentes tipos de matriz de carbono y diferentes métodos híbridos correspondientes, el papel resume y se compara. En segundo lugar, las relaciones de estructura-actividad de las heteroestructuras de carbono XD / 2D / Mxeno se compararon de acuerdo con la lógica de síntesis-estructura-rendimiento. Basado en la línea de tiempo de la matriz de carbono multidimensional y el complejo Mxeno, desde la recombinación inicial de CNT 1D, el ensamblaje de grafeno 2D, hasta la carga de carbono derivada de 3D, y más recientemente, el anclaje de puntos cuánticos de carbono 0d, los científicos pueden claramente Comprender la veta de la exploración. A partir del número de artículos publicados, no es difícil ver que el número de trabajos de investigación relacionados con los materiales mxene aumente año tras año, entre los cuales, la proporción de la investigación sobre los compuestos de carbono a base de mxeno también está aumentando cada vez más. Más importante aún, es cada vez más abundante en términos de tipos, lo que es gratificante para el progreso de la investigación de Mxene. Al final, se resumió el progreso de la investigación de los compuestos de carbono basados en Mxene y se prospeccionó la dirección futura de investigación.