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mxene材料

MXene是一種二維材料,具有以下特性:

組成:由過渡金屬碳化物、氮化物或碳氮化物構成,化學式為 (Mn+1XnTx),其中 (M) 代表過渡金屬元素(如Sc、Ti、V等),(X) 代表C或/和N元素,(Tx) 代表表面端基(如—O、—OH、—F等)。

結構:MXene是由層狀陶瓷材料MAX相通過刻蝕去除A元素後得到的新型二維納米材料,具有類石墨烯的二維片層結構。

套用:MXene在能源、催化、環保、感測等多個領域具有廣泛的套用潛力。例如,在超級電容器中表現出超高的體積比電容,用於鋰/鈉/鉀離子電池負極時具有優異的倍率性能,用於鋰硫電池時可顯著改善其循環性能。此外,MXene還具有寬域的紅外輻射特性,其活性表面使其具備可調的紅外吸收能力。

發展歷史:MXene最初於2011年被報導,自那時起,其組成和結構的多樣性賦予了MXene材料豐富可調的電、磁、光、熱和機械等性能,使其成為二維納米材料領域的一顆新星。

研究進展:MXene材料的研究論文數量近年來呈現指數增長,研究方向涵蓋了能源、催化、吸附分離、感測探測、電磁禁止、生物醫用、氣體存儲等所有前沿領域。

特性:MXene具有高導電性、可調節的表面官能團和層間距等優點。通過改變刻蝕條件或後處理方法,可以調節MXene表面的官能團含量和比例,從而影響其功函式、帶隙、電漿共振峰等性質。

綜上所述,MXene是一種具有獨特結構和化學性質的新型二維材料,其在多個領域的套用潛力和研究熱度正在不斷增長。