Dalam tahun-tahun kebelakangan ini, Mxene, struktur seperti graphene yang diperolehi oleh rawatan fasa maksimum, telah menarik perhatian penyelidikan yang luas, dan banyak rakan kongsi ingin tahu tentang bahan ini. Hari ini, Xiaobian akan membawa anda untuk memahami bahan MXENE 2D yang popular.
1
Apa itu Mxene?
Mxene adalah struktur seperti graphene yang diperolehi oleh rawatan fasa maksimum. Formula molekul khusus untuk fasa maksimum ialah Mn + 1AXN (n = 1, 2 atau 3), di mana M merujuk kepada logam peralihan kumpulan sebelumnya, merujuk kepada elemen kumpulan utama, dan x merujuk kepada C dan/ atau elemen n.
Kerana MX mempunyai tenaga ikatan yang kuat dan A mempunyai aktiviti kimia yang lebih aktif, A boleh dikeluarkan dari fasa maksimum dengan etsa untuk mendapatkan struktur 2D seperti graphene - Mxene.
Rajah 1. Struktur kristal fasa maksimum dan mxene terukir yang sepadan
Sejak laporan pertama Mxene (Ti3C2TX, di mana T bermaksud terminal permukaan, termasuk OH, O atau F) pada tahun 2011, pelbagai bahan Mxene telah disediakan di makmal. Khazaei et al. mencadangkan bahawa keadaan tanah banyak bahan Mxene (CR2CT2 atau CR2NO2) adalah ferromagnet, dan parameter Seebeck semikonduktor Mxene adalah super tinggi pada suhu rendah. Zhang et al. Pertama kali mencadangkan bahawa monolayers Mxene (Ti2CO2) mempunyai dua pesanan mobiliti lubang yang lebih tinggi dan mobiliti elektron yang lebih rendah, dan kemudian mengesahkan mobiliti pembawa tinggi dalam eksperimen. Oleh kerana sifatnya yang unik, Mxene telah digunakan secara meluas dalam pemangkin, pemeriksaan ion, penukaran fototerma, transistor kesan medan, penebat topologi dan tindak balas evolusi hidrogen.
2
Bagaimana Mxene disediakan?
Seperti yang diterangkan di atas, Ti3C2TX telah disediakan sejak Naguib et al untuk kali pertama dengan etsa selektif dengan asid hidrofluorik (HF) pada suhu bilik (RT). Semakin banyak penyelidik sedang berusaha mencari cara baru untuk membuat lebih banyak MXENE. Naguib et al. Mula -mula mencadangkan bahawa selepas mengeluarkan lapisan A (AL), lapisan MX (Ti3C2) boleh dipisahkan dari fasa max (Ti3alc2), dan kemudian melalui rawatan ultrasonik, fasa TI3C2 2D baru boleh diperolehi. Kemudian kesan masa etsa, suhu, saiz zarah dan sumber Ti3alc2 pada penyediaan 2D Ti3C2 oleh kaedah HF telah dikaji secara sistematik. Di samping itu, kekuatan ikatan A juga menentukan keadaan etsa. Memilih keadaan etsa yang sesuai adalah kunci untuk mendapatkan hasil dan kesucian yang tinggi.
Selepas itu, dalam eksperimen dengan ejen etching yang sama HF, semakin banyak Mxene telah berjaya diperoleh, termasuk Ti2CTx, Tinbctx, Ti3cnxtx, Ta4c3tx, Nb2CTx, V2CTX, Nb4C3TX, Mo2CTx, (NB0.8.8. 2) 4C3TX, ZR3C2TX dan HF3C2TX, di mana MO2C adalah MXEN pertama yang disediakan oleh fasa MO2GA2C dan bukannya fasa maks. Di samping itu, Zr3C2 adalah mxene yang disediakan dari Zr3al3c5, yang merupakan karbida logam peralihan ternary dan kuartal yang biasa dengan formula umum untuk mnal3cn+2 dan mn [al (si)] 4cn+3, di mana m bermaksud Zr atau Hf dan n sama dengan 1-3. Mxene baru, HF3C2YX, diperolehi oleh etsa selektif HF3 [AL (SI)] 4C6. Hasil ini membuka pintu kepada penyediaan novel Mxene dari prekursor yang lebih pelbagai. Sebagai tambahan kepada Terpolymer Mxene biasa, Anasori et al. Dikira dan meramalkan karbida M2D Double M2D M'M 'Xene oleh Teori Fungsian Ketumpatan (DFT), dan disediakan MO2TIC2TX, MO2TI2C3TX dan CR2TICXTX dengan menggunakan penyelesaian HF sebagai ejen etching.
