Vitet e fundit, Mxene, një strukturë e ngjashme me grafenin e marrë nga trajtimi i fazës maksimale, ka tërhequr vëmendje të gjerë kërkimore, dhe shumë partnerë janë kuriozë për këtë material. Sot, Xiaobian do t'ju marrë për të kuptuar materialin popullor 2D MXENE.
1
Çfarë është mxene?
MXene është një strukturë e ngjashme me grafenin e marrë nga trajtimi i fazës maksimale. Formula specifike molekulare për fazën maksimale është MN + 1AXN (n = 1, 2 ose 3), ku M i referohet metaleve të tranzicionit të grupeve të mëparshme, A i referohet elementëve kryesorë të grupit, dhe x i referohet C dhe/ ose n elementë.
Për shkak se MX ka një energji të fortë të lidhjes dhe A ka një aktivitet kimik më aktiv, A mund të hiqet nga faza maksimale duke e gdhendur për të marrë një strukturë 2D të ngjashme me grafenin - mxene.
Figura 1. Struktura kristal e fazës maksimale dhe mxene e etiketës përkatëse
Që nga raporti i parë i mxene (Ti3C2TX, ku T qëndron për terminalin e sipërfaqes, përfshirë OH, O ose F) në 2011, një larmi e gjerë e materialeve MXene janë përgatitur në laboratorë. Khazaei et al. propozoi që gjendja tokësore e shumë materialeve mxene (CR2CT2 ose CR2NO2) të jetë feromagnetike, dhe që parametrat Seebeck të mxene gjysmëpërçuese janë super të larta në temperatura të ulëta. Zhang et al. Propozoi për herë të parë që monolerët MXene (Ti2CO2) të kenë dy urdhëra të lëvizshmërisë me madhësi më të lartë dhe lëvizshmëri të ulët të elektroneve, dhe më vonë konfirmoi lëvizjen e lartë të transportuesit në eksperimente. Për shkak të vetive të tij unike, mxene është përdorur gjerësisht në katalizatorë, ekzaminimin e joneve, shndërrimin fototermik, transistorët e efektit në terren, izoluesit topologjikë dhe reaksionet e evolucionit të hidrogjenit.
2
Si përgatitet mxene?
Siç përshkruhet më lart, Ti3C2TX është përgatitur që nga Naguib et al për herë të parë duke e gdhendur selektiv me acid hidrofluorik (HF) në temperaturën e dhomës (RT). Gjithnjë e më shumë studiues po punojnë për të gjetur mënyra të reja për të bërë më shumë mxene. Naguib et al. Së pari propozoi që pas heqjes së shtresës A (Al), shtresa MX (Ti3C2) mund të ndahet nga faza Max (Ti3Alc2), dhe më pas përmes trajtimit tejzanor, mund të merret një fazë e re 2D Ti3C2. Pastaj efektet e kohës së gradimit, temperaturës, madhësisë së grimcave dhe burimit të Ti3Alc2 në përgatitjen e 2D Ti3C2 me metodën HF u studiuan në mënyrë sistematike. Për më tepër, forca e lidhjes A përcakton gjithashtu kushtet e gravimit. Përzgjedhja e kushteve të përshtatshme të gravimit është çelësi për të marrë rendiment të lartë dhe pastërti.
Më pas, në eksperimentet me të njëjtin agjent etching HF, gjithnjë e më shumë mxene u mor me sukses, duke përfshirë TI2CTX, TINBCTX, TI3CNXTX, TA4C3TX, NB2CTX, V2CTX, NB4C3TX, MO2CTX, (NB0.8TI0.2) 4C3TX, (NB0.8ZR0. 2) 4C3TX, ZR3C2TX dhe HF3C2TX, nga të cilat MO2C është mxene e parë e përgatitur nga faza MO2GA2C në vend të fazës maksimale. Përveç kësaj, ZR3C2 është një mxene e përgatitur nga ZR3AL3C5, e cila është një karbid metalik i tranzicionit ternar dhe kuaternary me shtresa tipike me një formulë të përgjithshme për Mnal3cn+2 dhe Mn [AL (SI)] 4CN+3, ku m qëndron për ZR ose HF dhe n është e barabartë me 1-3. Një mxene e re, HF3C2YX, u mor me etiketimin selektiv HF3 [AL (SI)] 4C6. Ky rezultat hap derën e përgatitjes së romanit mxene nga pararendësit më të larmishëm. Përveç Terpolymer Mxene tipike, Anasori et al. Llogarit dhe parashikuar karbidet e dyfishta të porositura M2D M'M 'Xene nga teoria funksionale e densitetit (DFT), dhe përgatitur MO2TIC2TX, MO2TI2C3TX dhe CR2TICTXXX duke përdorur zgjidhjen HF si agjent etching.
