เกี่ยวกับวัสดุ MXENE: สามขั้นตอนจะพาคุณไปเข้าใจ MXENE | MAX Phase | โลหะ | MXENE | กราฟีน

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา MXENE ซึ่งเป็นโครงสร้างคล้ายกราฟีนที่ได้รับจากการรักษาด้วย Max Phase ได้ดึงดูดความสนใจการวิจัยอย่างกว้างขวางและพันธมิตรจำนวนมากอยากรู้เกี่ยวกับวัสดุนี้ วันนี้ Xiaobian จะพาคุณไปทำความเข้าใจกับวัสดุ 2D ยอดนิยม MXENE

1
MXENE คืออะไร?
MXENE เป็นโครงสร้างคล้ายกราฟีนที่ได้รับจากการรักษาด้วยระยะสูงสุด สูตรโมเลกุลที่เฉพาะเจาะจงสำหรับเฟสสูงสุดคือ Mn + 1axn (n = 1, 2 หรือ 3) โดยที่ m หมายถึงโลหะทรานซิชันของกลุ่มก่อนหน้านี้หมายถึงองค์ประกอบกลุ่มหลักและ x หมายถึง C และ// หรือองค์ประกอบ n
เนื่องจาก MX มีพลังงานพันธะที่แข็งแกร่งและ A มีกิจกรรมทางเคมีที่ใช้งานมากขึ้นสามารถลบออกจากเฟสสูงสุดโดยการแกะสลักเพื่อให้ได้โครงสร้าง 2D ที่คล้ายกราฟีน - MXENE
รูปที่ 1. โครงสร้างผลึกของเฟสสูงสุดและ MXENE สลักที่สอดคล้องกัน
นับตั้งแต่รายงานครั้งแรกของ MXENE (TI3C2TX ซึ่ง T หมายถึงเทอร์มินัลของพื้นผิวรวมถึง OH, O หรือ F) ในปี 2011 วัสดุ MXENE ที่หลากหลายได้จัดทำขึ้นในห้องปฏิบัติการ Khazaei และคณะ เสนอว่าสถานะภาคพื้นดินของวัสดุ MXENE จำนวนมาก (CR2CT2 หรือ CR2NO2) คือ ferromagnetic และพารามิเตอร์ SEEBECK ของเซมิคอนดักเตอร์ MXENE นั้นสูงมากที่อุณหภูมิต่ำ จางและคณะ เสนอครั้งแรกว่า mxene (ti2co2) monolayers มีคำสั่งสองคำสั่งการเคลื่อนที่ของหลุมที่สูงขึ้นและการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนที่ต่ำกว่าและต่อมาได้รับการยืนยันการเคลื่อนย้ายของผู้ให้บริการสูงในการทดลอง เนื่องจากคุณสมบัติที่เป็นเอกลักษณ์ของมัน MXENE ถูกนำมาใช้อย่างกว้างขวางในตัวเร่งปฏิกิริยาการตรวจคัดกรองไอออนการแปลงด้วยแสงความร้อนทรานซิสเตอร์เอฟเฟกต์ฟิลด์ฉนวนโทโพโลยีและปฏิกิริยาวิวัฒนาการของไฮโดรเจน
2
Mxene เตรียมอย่างไร?
ตามที่อธิบายไว้ข้างต้น TI3C2TX ได้รับการจัดทำขึ้นตั้งแต่ Naguib et al เป็นครั้งแรกโดยการเลือกการแกะสลักด้วยกรดไฮโดรฟลูออริก (HF) ที่อุณหภูมิห้อง (RT) นักวิจัยจำนวนมากกำลังทำงานเพื่อหาวิธีใหม่ ๆ ในการสร้าง MXENE ให้มากขึ้น Naguib และคณะ ก่อนอื่นเสนอว่าหลังจากลบเลเยอร์ A (Al) เลเยอร์ MX (TI3C2) สามารถแยกออกจากเฟสสูงสุด (TI3ALC2) จากนั้นผ่านการรักษาด้วยอัลตราโซนิกสามารถรับเฟส 2D TI3C2 ใหม่ได้ จากนั้นผลของเวลาการแกะสลักอุณหภูมิขนาดอนุภาคและแหล่งที่มาของ TI3ALC2 ต่อการเตรียม 2D TI3C2 โดยวิธี HF ได้รับการศึกษาอย่างเป็นระบบ นอกจากนี้ความแข็งแรงของพันธบัตรยังกำหนดเงื่อนไขการแกะสลัก การเลือกเงื่อนไขการแกะสลักที่เหมาะสมเป็นกุญแจสำคัญในการให้ผลผลิตและความบริสุทธิ์สูง
ต่อจากนั้นในการทดลองที่มีเอเจนต์แกะสลักเดียวกัน HF ได้รับ MXENE มากขึ้นเรื่อย ๆ รวมถึง TI2CTX, TINBCTX, TI3CNXTX, TA4C3TX, NB2CTX, V2CTX, NB4C3TX, MO2CTX, (NB0.8TI0.8 2) 4C3TX, ZR3C2TX และ HF3C2TX ซึ่ง MO2C เป็น MXENE แรกที่จัดทำโดยเฟส MO2GA2C แทนเฟสสูงสุด นอกจากนี้ ZR3C2 ยังเป็น MXENE ที่เตรียมจาก ZR3AL3C5 ซึ่งเป็นคาร์ไบด์โลหะทรานซิชันและ quaternary ที่มีสูตรทั่วไปสำหรับ mnal3cn+2 และ mn [Al (SI)] 4CN+3 N เท่ากับ 1-3 MXENE ใหม่, HF3C2YX ได้รับจากการเลือก HF3 [Al (SI)] 4C6 ผลลัพธ์นี้เปิดประตูสู่การเตรียม MXENE นวนิยายจากสารตั้งต้นที่หลากหลายมากขึ้น นอกจาก Terpolymer MXENE ทั่วไปแล้ว Anasori และคณะ คำนวณและทำนายการสั่งซื้อ m2d carbides m'm 'xene โดยทฤษฎีความหนาแน่น (DFT) และเตรียม Mo2tic2tx, Mo2Ti2C3Tx และ Cr2ticxtx ที่เตรียมไว้โดยใช้สารละลาย HF เป็นตัวแทนการแกะสลัก