MXene

✍ dations ◷ 2024-12-23 09:54:54 #材料科学,电化学,物理化学,无机碳化合物

MXene是材料科学中的一类二维（英语：Two-dimensional materials）无机化合物。这些材料由几个原子层厚度的过渡金属碳化物、氮化物或碳氮化物构成。它最初于2011年报道，由于MXene材料表面有羟基或末端氧，它们有着过渡金属碳化物的金属导电性。

通过HF蚀刻制备的合成的MXene具有类似手风琴形态，它们是多层MXene（ML-MXene），或少于5层时称作薄层MXene（FL-MXene）。由于MXene的表面可以接上官能团，M_n+1X_nT_x（其中T为官能团，O、F、OH）可以按照通常的方式命名。

可以通过侵蚀MAX相来制备MXene，刻蚀液中通常含有氟离子，如氢氟酸（HF）、氟化氢铵（NH₄HF₂）或盐酸（HCl）与氟化锂（LiF）的混合物。例如，在HF水溶液中于室温腐蚀Ti₃AlC₂，可以选择性地清除A原子（Al），而碳化物层的表面产生了末端O、OH和（或）F原子。

Ti₄N₃是目前唯一报道已经合成的MXene氮化物材料，和MXene碳化物材料有着不同的制备方法。为合成Ti₄N₃，MAX相的Ti₄AlN₃和共熔氟化物（氟化锂、氟化钠、氟化钾）需要经过高温处理。这种方法可以侵蚀铝，留下多层的Ti₄N₃，再将其浸入四丁基氢氧化铵（英语：Tetrabutylammonium hydroxide）溶液中超声，可以分为单层或薄层（few layers）。

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