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文献综述
1.MXene材料的制备、应用及其机理综述传统化石燃料的日益消耗和环境的日趋恶化,有力促进了太阳能、风能等可再生能源的发展,然而可再生能源具有波动性和间歇性,需要高效的能源转换/储存装置确保其稳定地在电网中并网工作。
同时,便携式电子设备及电动汽车的快速发展,也急需开发低成本、高功率和高能量密度的储能装置。
储能材料是决定器件性能的重要因素,二维材料因其导电性高、表面活性位点多、离子传输路径短等特点,在储能领域具有巨大的发展潜力。
[1]二维(2D)过渡金属碳/氮化物(MXene)材料是当前最受关注的二维材料之一,具有优异的导电性,良好的柔韧性、拉伸强度和抗压强度等性能。
此外,MXene还具有良好的亲水性和丰富的表面基团。
自2011年首次报道以来,在光热、储能、催化等领域展现出巨大的研究前景。
[2] MXene主要是通过刻蚀剂去除三元层状碳氮化物MAX而获得的,MAX相是一类三元层状碳化物和氮化物陶瓷材料的统称,MAX通式为Mn 1 AXn,其中n =1、2或3(M2AX,M3X2或M4AX3)(如图1),M是早期过渡金属,A是A族(主要是Ⅲ和Ⅳ主族)元素,X是C和N,或C或N。
由于MA的键合比MX的键合弱,因此化学刻蚀可以选择性地从MAX相中去除A层。
迄今为止,已经合成了大约20种不同成分的MXenes,包括Ti3C2Tx、Ti2CTx、Ti4N3Tx,Mo2CTx和Zr3C2Tx,其中Tx表示不同的端基。
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