文献综述
- 引言
二维层状层状材料受到很大关注，最具代表性的是石墨烯。石墨烯作为一种有代表的二维层状材料，有比较高的比表面积，也有和其他一些物质符合形成的优良的复合电极材料。而另一个是二维层状过渡金属碳化物于今年被发现，与石墨烯有相似性，被称为MXene（M代表Ti、Ta、Cr等前过渡金属，X代表碳或者氮）。新型高性能储能材料的设计、合成与应用研究被视为解决当今世界能源和环境问题的重要课题。MXene是一类新型的二维过渡金属碳化物。化学式表示为Mn 1XnTx。T表示其表面链接的活性官能团，其中包括OH、O、或者F官能团。这种层状结构具有亲水性和金属导电率，有优良的电化学性能。可做超级电容器等储能元件。
信息的磁存储一直是研究的一个热点，二维磁性材料由于其独特的物理性质，被人们认为是提高信息存储容量的一个重要手段。二维Ti3C2在实验室中被合成出来了，理论预测它应该有很高的铁磁性，但是实验上却没有观察到。为了揭示其内在的物理原因，我们考虑可能的环境影响，尝试给出合理的解释。
在实验中并没有观察到铁磁性。在TiCmonolayer的表面可能会引入大量的化学基团，在此，探索这些化学基团对磁性能的作用，并找到实现有序自旋结构的方法是很重要的。基于密度泛函理论(DFT)方法进行了第一性原理计算，系统地研究了表面改性对单分子层和单分子层的电子磁性能的影响。铁磁性是由表面的钛原子产生的。由于Mxenes是通过选择性蚀刻“A”金属而产生的，所以在实际生产过程中，F、 H、O、OH等外部基团是不可避免的。那么，如果表层的钛原子被这些官能团饱和了，可能会失去磁性。
而我们的目的就是研究Ti3C2的磁性在实验中为什么会消失，主要是在考虑在实验中边界会被修饰。
二、二维Ti3C2材料研究进展
在众多MXene中，Ti3C2 是最早被制备出来的，其二维纳米片的化学性能比较稳定，是研究最广泛的。随着研究的不断深入，除了用HF腐蚀法外，一些新的合成方法和合成条件相继被提出。对TiC2结构的研究对于理解它的性质有着至关重要的作用，于是科研人员结合理论计算和实验结果分析和讨论了Ti3C2的表面化学属性。
二维层状Ti3C2具有丰富的化学性质和可调的表面官能团、金属导电性以及表面亲水等特性，作为新型电极材料在超级电容器应用方面表现出卓越的竞争前景。探究二维层状TisC2电极材料的储能机理，对二维层状Ti3C2进行结构设计和表面修饰以实现最大限度地利用其电荷存储能力，以及对Ti3C2基超级电容器的合理组装以满足不同功能应用的需求，成为了科研人员的研究热点。
三、二维碳化物晶体MXene的研究进展
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