En los últimos años, Mxene, una estructura similar a un grafeno obtenida por el tratamiento de fase máxima, ha atraído una amplia atención de la investigación, y muchos socios tienen curiosidad sobre este material. Hoy, Xiaobian lo llevará a comprender el popular material 2D Mxene.
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¿Qué es mxene?
Mxene es una estructura similar a un grafeno obtenida por el tratamiento con fase máxima. La fórmula molecular específica para la fase máxima es Mn + 1axn (n = 1, 2 o 3), donde M se refiere a los metales de transición de los grupos anteriores, A se refiere a los elementos del grupo principal, y X se refiere a la C y/// o n elementos.
Debido a que MX tiene una energía de enlace fuerte y A tiene una actividad química más activa, A se puede eliminar de la fase máxima grabando para obtener una estructura 2D similar a un grafeno: mxeno.
Figura 1. Estructura cristalina de la fase máxima y el mxeno grabado correspondiente
Desde el primer informe de Mxene (Ti3C2TX, donde T significa terminal de la superficie, incluidos OH, O o F) en 2011, se ha preparado una amplia variedad de materiales Mxene en laboratorios. Khazaei et al. propuso que el estado fundamental de muchos materiales de mxeno (CR2CT2 o CR2NO2) es ferromagnético, y que los parámetros Seebeck del mxeno semiconductor son súper altos a bajas temperaturas. Zhang et al. Primero propuso que las monocapas Mxene (TI2CO2) tienen dos órdenes de magnitud de movilidad de mayor agujero y menor movilidad de electrones, y luego confirmaron una alta movilidad portadora en los experimentos. Debido a sus propiedades únicas, el mxeno se ha utilizado ampliamente en catalizadores, detección de iones, conversión fototérmica, transistores de efectos de campo, aislantes topológicos y reacciones de evolución de hidrógeno.
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¿Cómo se prepara mxene?
Como se describió anteriormente, TI3C2TX se ha preparado desde Naguib et al por primera vez mediante grabado selectivo con ácido hidrofluorico (HF) a temperatura ambiente (RT). Cada vez más investigadores están trabajando para encontrar nuevas formas de hacer más mxene. Naguib et al. Primero propuso que después de eliminar la capa A (Al), la capa MX (Ti3C2) se puede separar de la fase MAX (TI3ALC2), y luego a través del tratamiento ultrasónico, se puede obtener una nueva fase 2D Ti3C2. Luego, se estudiaron sistemáticamente los efectos del tiempo de grabado, la temperatura, el tamaño de partícula y la fuente de Ti3Alc2 en la preparación de Ti3C2 2D por método HF. Además, la fuerza del enlace A también determina las condiciones de grabado. Seleccionar condiciones de grabado adecuadas es la clave para obtener un alto rendimiento y pureza.
Posteriormente, en experimentos con el mismo agente de grabado HF, se obtuvo con éxito más y más mxene, incluidos Ti2CTX, TinBCTX, TI3CNXTX, TA4C3TX, NB2CTX, V2CTX, NB4C3TX, MO2CTX, (NB0.8TI0.2) 4C3TX (NB0.8ZR0. 2) 4C3TX, ZR3C2TX y HF3C2TX, de los cuales Mo2c es el primer mxeno preparado por la fase Mo2GA2c en lugar de la fase máxima. Además, ZR3C2 es un mxeno preparado a partir de zr3al3c5, que es un típico carburo de metal de transición y cuaternario en capas con una fórmula general para mnal3cn+2 y mn [al (si)] 4cn+3, donde m representa Zr o HF y y n es igual a 1-3. Se obtuvo un nuevo Mxene, HF3C2YX, mediante grabado selectivo HF3 [Al (SI)] 4C6. Este resultado abre la puerta a la preparación de un nuevo mxeno de precursores más diversos. Además del terpolímero típico mxeno, Anasori et al. calculado y predicho los carburos M2D dobles ordenados m'm 'xeno por teoría funcional de densidad (DFT), y preparó Mo2Tic2TX, Mo2TI2C3TX y CR2TXXTX mediante el uso de la solución de HF como agente de grabado.
