حول مواد mxene: تأخذك ثلاث خطوات لفهم mxene | Max Phase | المعادن | mxene | الجرافين

في السنوات الأخيرة ، اجتذبت MXENE ، وهي بنية تشبه الجرافين التي حصل عليها MAX Phase Treatment ، اهتمامًا كبيرًا للبحث ، والعديد من الشركاء فضوليون بشأن هذه المادة. اليوم ، سوف يأخذك Xiaobian لفهم المادة 2D الشهيرة mxene.

1
ما هو mxene؟
mxene هو بنية تشبه الجرافين التي تم الحصول عليها عن طريق علاج المرحلة القصوى. الصيغة الجزيئية المحددة للمرحلة الأقصى هي mn + 1axn (n = 1 أو 2 أو 3) ، حيث يشير M إلى المعادن الانتقالية للمجموعات السابقة ، يشير A إلى عناصر المجموعة الرئيسية ، ويشير X إلى C و/ أو عناصر ن.
نظرًا لأن MX لديه طاقة رابطة قوية ولديه نشاط كيميائي أكثر نشاطًا ، يمكن إزالة A من المرحلة القصوى عن طريق الحفر للحصول على بنية ثنائية الأبعاد تشبه الجرافين - mxene.
الشكل 1. التركيب البلوري للمرحلة القصوى والمقابلة المحفورة mxene
منذ التقرير الأول لـ MXENE (TI3C2TX ، حيث تمثل T محطة السطح ، بما في ذلك OH أو O أو F) في عام 2011 ، تم إعداد مجموعة واسعة من مواد المكسين في المختبرات. Khazaei وآخرون. اقترح أن تكون الحالة الأرضية للعديد من مواد mxene (CR2CT2 أو CR2NO2) مغناطيسية ، وأن معلمات SEEBECK من MXENE SEMICENTOR هي عالية في درجات حرارة منخفضة. تشانغ وآخرون. اقترح أولاً أن أحادي الطبقة MXENE (TI2CO2) لديهم طلبين من حيث الحجم أعلى من تنقل الثقب وانخفاض تنقل الإلكترون ، وأكدت في وقت لاحق التنقل الناقل العالي في التجارب. نظرًا لخصائصه الفريدة ، تم استخدام MXENE على نطاق واسع في المحفزات ، وفحص الأيونات ، وتحويل الحرارية الضوئية ، وترانزستورات تأثير الميدان ، والعوازل الطوبولوجية ، وتفاعلات تطور الهيدروجين.
2
كيف يتم تحضير mxene؟
كما هو موضح أعلاه ، تم تحضير TI3C2TX منذ Naguib et al لأول مرة عن طريق الحفر الانتقائي مع حمض الهيدروفلوريك (HF) في درجة حرارة الغرفة (RT). يعمل المزيد والمزيد من الباحثين على إيجاد طرق جديدة لجعل المزيد من mxene. Naguib et al. اقترح أولاً أنه بعد إزالة الطبقة A (AL) ، يمكن فصل طبقة MX (TI3C2) عن مرحلة MAX (TI3ALC2) ، ثم من خلال العلاج بالموجات فوق الصوتية ، يمكن الحصول على مرحلة ثنائية الأبعاد جديدة. ثم تمت دراسة آثار وقت الحفر ودرجة الحرارة وحجم الجسيمات ومصدر Ti3Alc2 على إعداد TI3C2 ثنائي الأبعاد بواسطة طريقة HF بشكل منهجي. بالإضافة إلى ذلك ، تحدد قوة الرابطة أيضًا ظروف الحفر. اختيار ظروف الحفر المناسبة هو المفتاح للحصول على عائد ونقاء عالي.
بعد ذلك ، في تجارب مع نفس عامل الحفر HF ، تم الحصول على المزيد والمزيد من mxene ، بما في ذلك Ti2CTX ، Tinbctx ، Ti3cnxtx ، Ta4c3tx ، Nb2Ctx ، V2CTX ، NB4C3TX ، MO2CTX ، (NB0.8TI0.2) 4C3TX ، (NB0.8ZR0. 2) 4C3TX ، ZR3C2TX و HF3C2TX ، منها MO2C هي أول MXENE تم إعدادها بواسطة مرحلة MO2GA2C بدلاً من الطور الأقصى. بالإضافة إلى ذلك ، ZR3C2 هو mxene تم إعداده من ZR3AL3C5 ، وهو كربيد معدني ثلاثي الطبقة ونماذج نموذجي مع صيغة عامة لـ mnal3cn+2 و mn [al (si)] N يساوي 1-3. تم الحصول على MXENE جديد ، HF3C2YX ، عن طريق الحفر الانتقائي HF3 [AL (SI)] 4C6. هذه النتيجة تفتح الباب لإعداد mxene الرواية من السلائف الأكثر تنوعا. بالإضافة إلى terpolymer mxene النموذجي ، Anasori et al. تم حساب وتنبؤت بـ M2D carbides m'm 'xene المطلوبة بواسطة نظرية الوظيفية الكثافة (DFT) ، وإعداد Mo2tic2tx ، Mo2ti2C3Tx و Cr2ticxtX باستخدام محلول HF كعامل حفر.