En els darrers anys, Mxene, una estructura similar al grafè obtinguda pel tractament en fase màxima, ha atret una àmplia atenció en la investigació i molts socis tenen curiositat per aquest material. Avui, Xiaobian us portarà a comprendre el popular material 2D Mxene.
1
Què és mxene?
Mxene és una estructura similar al grafè obtinguda per tractament de fase màxima. La fórmula molecular específica de la fase MAX és Mn + 1axn (n = 1, 2 o 3), on m es refereix als metalls de transició dels grups anteriors, A fa referència als elements del grup principal i x es refereix a la C i//// o n elements.
Com que MX té una energia d’enllaç forta i A té una activitat química més activa, es pot eliminar de la fase màxima en gravar per obtenir una estructura 2D similar al grafè - mxene.
Figura 1. Estructura de cristall de la fase màxima i el corresponent mxene gravat
Des del primer informe de mxene (Ti3c2tx, on T significa Terminal de la superfície, inclosos OH, O o F) el 2011, s’han preparat una gran varietat de materials MXene als laboratoris. Khazaei et al. va proposar que l’estat fonamental de molts materials mxene (CR2CT2 o CR2NO2) sigui ferromagnètic i que els paràmetres de Seebeck del semiconductor mxene siguin super alts a temperatures baixes. Zhang et al. Primer es va proposar que les monocapa Mxene (Ti2CO2) tinguin dos ordres de mobilitat de forat més elevada de magnitud i menor mobilitat d’electrons, i que posteriorment va confirmar la mobilitat d’alta transportista en experiments. A causa de les seves propietats úniques, el mxene s'ha utilitzat àmpliament en catalitzadors, cribratge d'ions, conversió fototèrmica, transistors d'efecte de camp, aïllants topològics i reaccions d'evolució d'hidrogen.
2
Com es prepara Mxene?
Com s'ha descrit anteriorment, Ti3C2TX s'ha preparat des de Naguib et al per primera vegada mitjançant gravat selectiu amb àcid hidrofluoric (HF) a temperatura ambient (RT). Cada vegada són més els investigadors que treballen per trobar noves maneres de fer més mxene. Naguib et al. Primer es va proposar que després d’eliminar la capa A (Al), la capa MX (TI3C2) es pugui separar de la fase MAX (TI3ALC2) i, després, mitjançant el tractament d’ultrasons, es pot obtenir una nova fase 2D TI3C2. A continuació, es van estudiar sistemàticament els efectes del temps de gravat, la temperatura, la mida de les partícules i la font de Ti3Alc2 en la preparació de 2D Ti3c2 per mètode HF. A més, la força de l’enllaç A també determina les condicions de gravat. La selecció de condicions de gravat adequades és la clau per obtenir un rendiment i puresa d’alt rendiment.
Posteriorment, en experiments amb el mateix agent de gravat HF, cada vegada més mxene es va obtenir amb èxit, incloent Ti2CTX, TinBCTX, Ti3cnxtx, TA4C3TX, NB2CTX, V2CTX, NB4C3TX, MO2CTX, (NB0.8TI0.2) 4C3TX, (NB0.8ZR0. 2) 4C3TX, ZR3C2TX i HF3C2TX, dels quals Mo2C és el primer mxene preparat per fase mo2GA2C en lloc de fase màxima. A més, Zr3C2 és un mxene preparat a partir de Zr3al3c5, que és un carbur de transició ternària i quaternària típica en capes amb una fórmula general per a Mnal3cn+2 i Mn [al (Si)] 4CN+3, on m significa Zr o HF i N és igual a 1-3. Es va obtenir un nou mxene, HF3C2YX, mitjançant gravat selectiu HF3 [Al (Si)] 4C6. Aquest resultat obre la porta a la preparació de nous mxene de precursors més diversos. A més del típic terpolímer mxene, Anasori et al. Calculat i predicte els carburs m2d ordenats M'M 'Xene per teoria funcional de densitat (DFT), i va preparar mo2tic2tx, mo2ti2c3tx i cr2ticxtx mitjançant la solució HF com a agent de gravat.
