O materiálech o mxenu: Tři kroky vás porozumíte MXene | Max Fáze | kov | mxene | grafen

V posledních letech přitahovala Mxene, struktura podobná grafenu získanou maximální fázovou léčbou, rozsáhlou pozornost výzkumu a mnoho partnerů je na tento materiál zvědavé. Dnes vás Xiaobian vezme k pochopení populárního 2D materiálu mxene.

1
Co je mxene?
Mxene je struktura podobná grafenu získanou ošetřením maximální fáze. Specifický molekulární vzorec pro maximální fázi je Mn + 1AXN (n = 1, 2 nebo 3), kde M odkazuje na přechodné kovy předchozích skupin, odkazuje na prvky hlavní skupiny a X odkazuje na C a/ nebo n prvků.
Protože MX má silnou energii vazby a má aktivnější chemickou aktivitu, lze A odstranit z maximální fáze leptání, aby se získala grafenová 2D struktura - mxene.
Obrázek 1. Krystalová struktura maximální fáze a odpovídající leptaný mxen
Od první zprávy o mxenu (TI3C2TX, kde T znamená terminál povrchu, včetně OH, O nebo F) v roce 2011, byla v laboratořích připravena široká škála materiálů mxenu. Khazaei et al. Navrhl, že základní stav mnoha materiálů mxenu (CR2CT2 nebo CR2NO2) je ferromagnetický a že Seebeck parametry polovodičového mxenu jsou při nízkých teplotách velmi vysoký. Zhang et al. Nejprve navrhl, že monovrstvy mxenu (Ti2CO2) mají dva řády vyšší mobility otvorů a nižší mobilitu elektronů a později potvrdily vysokou mobilitu nosiče v experimentech. Díky svým jedinečným vlastnostem byl mxen široce používán v katalyzátorech, screeningu iontů, fototermální konverze, tranzistorech polních efektů, topologických izolátorech a vývojových reakcích vodíku.
2
Jak je Mxen připraven?
Jak je popsáno výše, TI3C2TX byl připraven od Naguib et al poprvé selektivním leptání s kyselinou hydrofluorovou (HF) při pokojové teplotě (RT). Stále více vědců pracuje na nalezení nových způsobů, jak vyrobit více mxenu. Naguib et al. Nejprve navrhl, že po odstranění A (AL) vrstvy může být vrstva MX (Ti3C2) oddělena od fáze MAX (Ti3ALC2) a poté lze získat novou 2D TI3C2 fázi. Poté byly systematicky studovány účinky doby leptání, teploty, velikosti částic a zdroje Ti3ALC2 na přípravu 2D Ti3C2 metodou HF. Síla vazby navíc také určuje podmínky leptání. Výběr vhodných podmínek leptání je klíčem k získání vysokého výnosu a čistoty.
Následně byl v experimentech se stejným leptacím činidlem HF úspěšně získán stále více mxenu, včetně Ti2CTX, TinbCTX, TI3CNXTX, TA4C3TX, NB2CTX, V2CTX, NB4C3TX, MO2CTX, (NB0.8TI0.2) 4C3TX, (NB0.8ZR0. 2) 4C3TX, ZR3C2TX a HF3C2TX, z nichž MO2C je první mxene připravený MO2GA2C fází místo maximální fáze. Kromě toho je ZR3C2 mxen připravený z ZR3AL3C5, což je typický vrstvený ternární a kvartérní přechodný kovový karbid s obecným vzorcem pro MNAL3CN+2 a MN [AL (SI)] 4CN+3, kde M stojí za Zr nebo Hf a n se rovná 1-3. Nový mxen, HF3C2YX, byl získán selektivním leptání HF3 [AL (SI)] 4C6. Tento výsledek otevírá dveře přípravě nového mxenu z rozmanitějších prekurzorů. Kromě typického terpolymeru mxenu Anasori et al. Vypočítal a předpovídal uspořádané dvojité m2d karbidy m'm 'xene funkční teorií hustoty (DFT) a připravila MO2TIC2TX, MO2TI2C3TX a CR2TITXTX pomocí roztoku HF jako činidla.