Prog. Mater. Sci. (Ja: 48.165) | 2d mxene un ogleklis

Oglekļa, kas ir viens no vissvarīgākajiem dzīves elementiem, nozīme ir pašsaprotama. Kopš paleolīta laikmeta cilvēki ir mēģinājuši izmantot oglekli, lai apmierinātu mūsu pamatvajadzības. Mūsdienās zinātnieki ir veiksmīgi izstrādājuši pilnas dimensijas oglekļa materiālus, sākot no 0D oglekļa kvantu punktiem, 1D oglekļa nanocaurulēm vai joslām, 2D grafēna un 3D oglekļa putām utt., Ir plaši izmantoti daudzās jomās. Tāpēc oglekļa materiāliem ir arī ārkārtīgi svarīga loma pasaulē, kurā mēs dzīvojam, kalpojot savai dzīvei. Nepārspējamā izmaksu priekšrocība padara to par pionieru un līderi daudzās lietojumprogrammu jomās, un to var pat integrēt ar citiem materiāliem, lai dažās noteiktās jomās būtu labāka veiktspēja.

Kopš 2D grafēna atklāšanas ir plaši pētīti daudzi 2D materiāli, piemēram, pārejas metāla oksīdi, pārejas metāla halkogenīdi, galvenokārt ieskaitot sulfīdus un selenīdus, kā arī pārejas metāla karbīdus/nitrīdu, sešstūra bora nitrīdu, slāņainu LDH, 2D MOF, fosfēns, Verācija utt. Lai arī šiem 2D materiāliem ir kopīga 2D struktūra kopumā, specifiskās fizikālās un ķīmiskās īpašības mainās atkarībā no ķīmiskā sastāva, kas arī 2D materiālu saimei dod plašu pielietojumu. Starp tiem slāņainais pārejas metāla karbīds ir karstākā zvaigzne pēdējā desmitgadē, tā sauktais mxene, pateicoties tās zelta līdzīgajām elektriskās vadītspējas īpašībām, virsmai bagātas funkcionālās grupas, piemēram, -f, -OH un = o, Lieliska hidrofilitāte un virsmas elektronegativitāte un citas visaptverošas lieliskas īpašības. Since it was first synthesized in 2011, it has become a hot research topic for researchers around the world, because we know that most 2D materials exhibit insulating, semiconductor or semi-metallic properties, so the discovery of MXene is the dawn of the 2D material Sistēma Ne tikai tas, ka, salīdzinot ar citiem divdimensiju ierobežotiem komponentiem, Mxene ir ļoti bagāta daudzveidība, kas balstīta uz dažādiem atomu slāņiem, pateicoties plaknei vai ārpus plaknes metāla atomu, no M2X, līdz M3X2, līdz M4X3 un Pavisam nesen M5X4, kas MXENE materiālu sistēmā ienes vairāk nekā 100 iespējamos komponentus. To nepārspēj jebkurš cits materiāls līdz šim. Vēl svarīgāk ir tas, ka saskaņā ar dažādiem MAX fāzes kodināšanas apstākļiem un metodēm var regulēt lielu skaitu funkcionālo grupu uz mxene virsmas, lai to varētu mērķēt atbilstoši pielietojuma scenārijam, lai izstrādātu vislabvēlīgāko virsmas struktūru Apvidū Van der Waals spēku starp mxene slāņiem var pārvarēt ar vienkāršu ultraskaņas palīglīdzekli, apvienojumā ar elektrostatisko atgrūšanos, ko rada elektronegativitāte starp mxene slāņiem, ir viegli iegūt ļoti izkliedējošu koloidālu šķīdumu un kompozītu membrānas materiālu ar ultra -Leastību un īpaši augstu vadītspēju var iegūt, vienkārši ekstrahējot un filtrējot. Šī izcilā visaptverošā rakstura dēļ 2D mxene ir daudzpusīgs celtniecības bloku materiāls, kura pielietojums kopš tā atklāšanas svārstās no sākotnējās enerģijas uzkrāšanas līdz katalīzei, sensēšanai, saules baterijām un topošajai elektromagnētiskajai ekranēšanai, ūdens apstrādei un biomedicīnai.

Visam ir divas puses, lai gan mxene materiāliem ir daudz priekšrocību, piemēram, iepriekšminētais, bet tā trūkumi noteiktos piemērošanas laukos mums jāsaskaras. Enerģijas uzglabāšanas lietojumiem MXENE augstā elektriskā vadītspēja un ķīmiskā izturība var uzglabāt lielu lādiņu, izmantojot pseidokapacitācijas izturēšanos. Tomēr uz mxene balstītu elektrodu materiālu faktiskā elektroķīmiskā veiktspēja ir stingri atkarīga no virsmas īpašībām, ko kontrolē sintēzes apstākļi, un ilgtermiņa uzlādes un izlādes ciklos bieži saskaras ar nopietnām pašapziņas parādībām. Tas ievērojami kavē jonu difūzijas izturēšanos. Un tā paša augstāka molekulmasas periodam parasti ir neapmierinošs teorētiskās spējas līmenis. Mxene tās tīrajā fāzē ir arī grūti aprakstīt kā pietiekamu veiktspēju katalītiskajiem pielietojumiem. Citām lietojumprogrammām līdzīga situācija ir bijusi liela mīkla pētniekiem. Šeit, kompozīts, ir visefektīvākais veids, jo tas var apvienot dažādu komponentu priekšrocības, abu kombinācijai ir potenciāla "ķīmiska reakcija", var radīt sinerģisku iedarbību uz mxene materiāliem, ņemt būtību, iet drosp. Palīdziet uz MXENE bāzes materiālu veikšanu jaunā līmenī.

Šeit mēs sistemātiski apkopojam "1 + 1> 2" strukturālo integrāciju, tas ir, "XD Carbon + 2D mxene = ∞". Saskaņā ar dažādām oglekļa matricas izmēriem, sākot no zemas dimensijas līdz augstas dimensijas, 0D kvantu punktiem līdz 3D oglekļa skeletam un 2D mxene kompozītmateriāla struktūras integrācijai, pirmkārt, saskaņā ar dažādiem oglekļa matricas veidiem un atbilstošām dažādām hibrīda metodēm, papīrs ir apkopots un salīdzina. Otrkārt, XD / 2D-oglekļa / mxene heterostruktūru struktūras un aktivitātes attiecības tika salīdzinātas saskaņā ar sintēzes struktūras veiktspējas loģiku. Based on the timeline of the multi-dimensional carbon matrix and MXene complex, from the initial 1D CNTs recombination, 2D graphene assembly, to the 3D-derived carbon loading, and more recently, the anchoring of 0D carbon quantum dots, the scientists can clearly saprast izpētes vēnu. No publicēto rakstu skaita nav grūti saprast, ka ar mxene materiāliem saistīto pētījumu skaits ir palielinājies gadu no gada, starp kuriem arī ar MXENE bāzes oglekļa kompozītu pētījumu īpatsvars kļūst arvien augstāks un lielāks un augstāks un augstāks un augstāks un augstāks un augstāks un augstāks un augstāks un augstāks un augstāks un augstāks un augstāks un augstāks un lielāks un lielāks un lielāks un lielāks un lielāks un augstāks un augstāks un augstāks un augstāks un augstāks un augstāks un augstāks un augstāks un augstāks un augstāks un augstāks un augstāks un augstāks un augstāks un augstāks un augstāks un augstāks un augstāks un augstāks un augstāks un augstāks un augstāks un augstāks un augstāks un augstāks un augstāks un augstāks un augstāks un augstāks un augstāks un augstāks un augstāks un augstāks un augstāks un augstāks un augstāks un lielāks un lielāks un augstāks un lielāks un augstāks un lielāks un augstāks un augstāks un lielāks un lielāks. Vēl svarīgāk ir tas, ka tas ir arvien bagātīgāks attiecībā uz tipiem, kas ir iepriecinoši MXENE pētījumu progresam. Noslēgumā tika apkopots uz mxene balstītu oglekļa kompozītu pētījumu progress, un turpmākais pētījumu virziens tika atbalstīts.