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.
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.