Om MXENE MATERIAL: Tre steg tar dig att förstå Mxene | Max -fas | Metal | Mxen | grafen

Under de senaste åren har Mxene, en grafenliknande struktur som erhållits genom Max-fasbehandling, väckt omfattande forskningsuppmärksamhet, och många partners är nyfikna på detta material. Idag tar Xiaobian dig för att förstå det populära 2D -materialet Mxene.

1
Vad är mxen?
Mxen är en grafenliknande struktur erhållen genom maxfasbehandling. Den specifika molekylformeln för maxfasen är Mn + 1Axn (n = 1, 2 eller 3), där M hänvisar till övergångsmetallerna för de tidigare grupperna, A hänvisar till huvudgruppselementen, och X hänvisar till C och// eller n element.
Eftersom MX har en stark bindningsenergi och A har en mer aktiv kemisk aktivitet kan A avlägsnas från maxfasen genom etsning för att erhålla en grafenliknande 2D -struktur - Mxen.
Figur 1. Kristallstrukturen i maxfasen och motsvarande etsade mxen
Sedan den första rapporten från Mxene (Ti3C2TX, där T står för ytan, inklusive OH, O eller F) 2011, har ett brett utbud av Mxenmaterial framställts i laboratorier. Khazaei et al. föreslog att marktillståndet för många mxenmaterial (Cr2CT2 eller Cr2NO2) är ferromagnetiskt och att seebeck-parametrarna för halvledare Mxen är superhöga vid låga temperaturer. Zhang et al. Först föreslog att Mxene (Ti2CO2) monolager har två ordningsbeställningar högre hålrörlighet och lägre elektronmobilitet och senare bekräftade hög bärarmobilitet i experiment. På grund av dess unika egenskaper har MXene använts i stor utsträckning i katalysatorer, jonscreening, fototermisk omvandling, fälteffekttransistorer, topologiska isolatorer och väteutvecklingsreaktioner.
2
Hur är mxen förberedd?
Som beskrivits ovan har Ti3C2TX framställts sedan Naguib et al för första gången genom selektiv etsning med hydrofluorsyra (HF) vid rumstemperatur (RT). Fler och fler forskare arbetar för att hitta nya sätt att göra mer mxen. Naguib et al. Först föreslog att efter avlägsnande av A (Al) -skiktet kan MX (Ti3C2) -skiktet separeras från max (Ti3ALC2) -fasen och sedan genom ultraljudsbehandling kan en ny 2D Ti3C2 -fas erhållas. Sedan studerades effekterna av etsningstid, temperatur, partikelstorlek och källa för Ti3Alc2 på framställningen av 2D Ti3C2 med HF -metoden systematiskt. Dessutom bestämmer styrkan hos A -bindningen också etsningsförhållandena. Att välja lämpliga etsningsförhållanden är nyckeln till att få hög utbyte och renhet.
Subsequently, in experiments with the same etching agent HF, more and more MXene was successfully obtained, Including Ti2CTx, TiNbCTx, Ti3CNxTx, Ta4C3Tx, Nb2CTx, V2CTx, Nb4C3Tx, Mo2CTx, (Nb0.8Ti0.2)4C3Tx, (Nb0.8Zr0. 2) 4C3TX, ZR3C2TX och HF3C2TX, varav MO2C är den första mxen framställt av MO2GA2C -fasen istället för maxfas. Dessutom är Zr3C2 en mxen framställd från Zr3Al3C5, som är en typisk skiktad ternär och kvartär övergångsmetallkarbid med en allmän formel för Mnal3cn+2 och Mn [Al (Si)] 4cn+3, där M står för Zr eller HF och HF och n är lika med 1-3. En ny Mxen, HF3C2YX, erhölls genom selektiv etsning HF3 [AL (SI)] 4C6. Detta resultat öppnar dörren till beredningen av nya Mxene från mer olika föregångare. Förutom den typiska terpolymeren Mxene, Anasori et al. Beräknad och förutspådde de beställda dubbla M2D -karbiderna M'M 'Xene med densitetsfunktionsteori (DFT) och beredda MO2TIC2TX, MO2TI2C3TX och CR2TICXTX med hjälp av HF -lösning som etsningsmedel.