Ces dernières années, MXENE, une structure de type graphène obtenu par Max Phase Treatment, a attiré une attention approfondie de la recherche, et de nombreux partenaires sont curieux de ce matériau. Aujourd'hui, Xiaobian vous emmènera pour comprendre le populaire matériau 2D MXENE.
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Qu'est-ce que mXene?
MXENE est une structure de type graphène obtenue par traitement en phase maximale. La formule moléculaire spécifique pour la phase maximale est Mn + 1Axn (n = 1, 2 ou 3), où M fait référence aux métaux de transition des groupes précédents, A fait référence aux éléments du groupe principal, et X fait référence au C et / ou n éléments.
Parce que MX a une forte énergie de liaison et A a une activité chimique plus active, A peut être retiré de la phase maximale par gravure pour obtenir une structure 2D de type graphène - MXENE.
Figure 1. Structure cristalline de la phase maximale et du mxène gravé correspondant
Depuis le premier rapport de mXene (Ti3c2Tx, où t signifie terminal de la surface, y compris OH, O ou F) en 2011, une grande variété de matériaux MXENE ont été préparés dans les laboratoires. Khazaei et al. a proposé que l'état fondamental de nombreux matériaux MXENE (CR2CT2 ou CR2NO2) soit ferromagnétique, et que les paramètres Seebeck du MXENE semi-conducteur sont super-hauts à basse température. Zhang et al. Les monocouches MXENE (TI2CO2) ont d'abord proposées ont deux ordres de mobilité plus élevée de trou plus élevé et une mobilité électronique plus faible, et ont ensuite confirmé une mobilité élevée des porteurs dans des expériences. En raison de ses propriétés uniques, le MXENE a été largement utilisé dans les catalyseurs, le dépistage des ions, la conversion photothermique, les transistors à effet de champ, les isolateurs topologiques et les réactions d'évolution de l'hydrogène.
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Comment est préparé MXENE?
Comme décrit ci-dessus, Ti3C2TX a été préparé depuis Naguib et al pour la première fois par gravure sélective avec de l'acide hydrofluorique (HF) à température ambiante (RT). De plus en plus de chercheurs travaillent à trouver de nouvelles façons de faire plus de mxene. Naguib et al. Proposait d'abord qu'après le retrait de la couche A (al), la couche MX (Ti3C2) peut être séparée de la phase max (Ti3Alc2), puis par traitement ultrasonique, une nouvelle phase Ti3C2 2D peut être obtenue. Ensuite, les effets du temps de gravure, de la température, de la taille des particules et de la source de TI3ALC2 sur la préparation de la méthode 2D TI3C2 par HF ont été systématiquement étudiés. De plus, la force de la liaison A détermine également les conditions de gravure. La sélection des conditions de gravure appropriées est la clé pour obtenir un rendement élevé et une pureté.
Par la suite, dans des expériences avec le même agent de gravure HF, de plus en plus de mXene a été obtenu avec succès, notamment Ti2ctx, TinbCTX, Ti3CNXTX, TA4C3TX, NB2CTX, V2CTX, NB4C3TX, MO2CTX, (NB0.8TI0.2) 4C3TX, (NB0.8Z. 2) 4C3TX, ZR3C2TX et HF3C2TX, dont le MO2C est le premier mXene préparé par la phase MO2GA2C au lieu de la phase maximale. De plus, ZR3C2 est un MXENE préparé à partir de ZR3AL3C5, qui est un carbure de métal de transition ternaire et quaternaire en couches typiques avec une formule générale pour Mnal3CN + 2 et Mn [Al (Si)] 4CN + 3, où M représente Zr ou Hf et n est égal à 1-3. Un nouveau mXene, HF3C2YX, a été obtenu par gravure sélective Hf3 [Al (Si)] 4C6. Ce résultat ouvre la porte à la préparation du nouveau mXene à partir de précurseurs plus divers. En plus du terpolymère typique MXENE, Anasori et al. Calculé et prédit les carbures M2D doubles ordonnés M'M 'xene par la théorie fonctionnelle de la densité (DFT), et préparé Mo2tic2Tx, MO2TI2C3TX et CR2ticXTX en utilisant une solution HF comme agent de gravure.
