深圳市二维材料孔雀团队
【Adv. Mater.】综述:二维MXenes氧化化学稳定性的研究现状

       南华大学张也教授联合深圳大学张晗教授课题组以及瑞典乌普萨拉大学Hans Ågren教授在《Advanced Materials》上在线发表题为“Recent Advances in OxidationStable Chemistry of Two-dimensional MXenes”的综述论文。


二维MXenes的制备、氧化稳定性以及新型MXene氧化衍生物


       MXenes是一种新型的二维层状纳米材料,高比表面积、丰富的表面官能团及多样的化学组成使其具有优异的物理化学(机械、电子、电化学等)特性,在催化、储能、传感器、电磁屏蔽等领域表现出巨大的应用潜能,因而备受关注。然而,MXenes材料的结构和氧化稳定性却严重限制了MXene基功能器件的制备及其广泛应用,特别是潮湿或高温环境。


       该综述介绍了MXenes的制备方法,概括了MXenes在惰性、氧化和水溶液环境的结构演变行为和氧化动力学(氧化过程、氧化机制和氧化速率等),并系统讨论了影响MXenes氧化行为的关键性因素,如外界因素:气氛、温度和潮湿或水溶液环境,和本征因素:化学组成、微观组织结构和表面官能团等。基于在不同的情况下,本综述从优化制备工艺、热处理改性和改善存储条件三个方面提出避免或减缓MXenes氧化的策略措施。


      此外,本综述还详细总结了通过部分氧化或完全氧化可制备MXene氧化衍生物,如氧化物/MXene或氧化物/碳复合材料,既保留了MXenes独特二维层状结构,又原位形成了原子尺度的界面肖特基结,使其具有非常独特的性能和广泛的应用领域,也进一步扩大了MXenes的发展前景。最后,作者对基于MXenes所面临的挑战和MXenes氧化衍生物未来潜在的发展方向进行了讨论,该综述论文为MXenes的进一步研究工作具有一定的起始作用。

 

       南华大学曹芳成博士为该综述论文的第一作者,南华大学张也教授、深圳大学张晗教授和瑞典乌普萨拉大学Hans Ågren教授为通讯作者。

 

【文章链接】

Recent Advances in OxidationStable Chemistry of Two-dimensional MXenes

Fangcheng Cao, Ye Zhang,Hongqing Wang, Karim Khan, Ayesha Khan Tareen, Wenjing Qian, Han Zhang, andHans Ågren

Advanced Materials,2021-11-23

DOI: 10.1002/adma.202107554