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新型二维材料MXene的研究进展

张建峰  曹惠杨  王红兵  
【摘要】:MXene是一种新型的二维过渡金属碳化物或碳氮化物,具有类似石墨烯的二维结构,其化学通式是M_(n+1)X_nT_z,n=1,2,3,其中M为早期过渡金属元素,X为碳或氮元素,T为表面链接的F~-、OH~-、O~(2-)等活性官能团。通过化学液相法可以选择性蚀刻掉MAX相中的A元素得到相应的MXene相。现今较为成熟的制备方法是HF蚀刻法。对MXene的结构与性能进行的第一性原理计算表明,其具有独特的二维层状结构、较大的比表面积及良好的导电性、稳定性、磁性能和力学性能,已广泛应用于储能、催化、吸附等多处领域。本文综述了类石墨烯二维材料MXene的理论、制备和应用方面的研究进展,并对现有挑战和未来发展提出了建议。随着研究的进一步深入,MXene将被应用于更广泛的领域。

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