聚合物基MXene复合材料的光热性能研究进展

MXene是一种新兴的二维纳米材料,具有组成可调、结构可控的特性和优异光热性能。MXene可吸收入射光并将其高效转换为热能,这为太阳能的有效利用提供了新途径。将MXene加入聚合物基体中,可赋予聚合物基复合材料优异光热性能,并拓宽复合材料应用范围,因而被广泛研究。具有光热性能的聚合物基MXene复合材料在海水淡化、个人热管理、光热抗菌和光热治疗肿瘤等方面有着广泛的应用前景。本文总结了MXene及聚合物基MXene复合材料的制备方法,介绍了光热材料的光热转换机理,综述了聚合物基MXene复合材料在光热转换方面的研究进展,展望了具有光热性能的聚合物基MXene复合材料在应用中存在的挑战和未来的发展方向。     

Ti3C2对环氧树脂形状记忆效应和自修复性能的影响

利用盐酸和氟化锂刻蚀钛碳化铝（ MAX）、四甲基氢氧化胺插层的方法制备了二维过渡金属碳化物 Ti₃C₂,（MXene）并制备了 MXene/环氧复合材料。研究了刻蚀温度对 MXene刻蚀、分层效果及性能的影响,以及 MXene对环氧树脂涂层的形状记忆效应和自修复性能的影响。结果表明：刻蚀温度为 50 ℃时制备的 MXene呈二维薄片层结构,具有最优的近红外吸收性能和光热转换性能。随着 MXene含量的增加,复合材料的形状记忆效应和自修复率增加,当 MXene含量为 7%时,近红外光照射下的自修复率可达 98%。电化学阻抗谱测试结果表明, MXene的添加可提高环氧树脂涂层的自修复性能和防腐性能,低频阻抗模值比纯环氧树脂涂层高 1~2个数量级。     

湿度和温度对MXene水泥基复合材料导电性能的影响

为研究新型水泥基材料本征传感器，本文制备了二维过渡金属碳/氮化物(MXene)水泥基复合材料。利用四电极法测试复合材料的电阻率变化，研究MXene掺量、湿度、温度对电阻率的影响，并通过扫描电子显微镜(SEM)观察复合材料的微观形貌。结果表明：MXene水泥基复合材料电阻率随MXene掺量的变化符合渗流理论，相对含水量的增加和环境温度的升高均会降低其电阻率，在多次升降温循环后复合材料仍具有良好的温敏性能。SEM测试表明MXene水泥基复合材料的电阻率主要由MXene导电网络的分布和接触情况决定。     

MXene材料在电催化还原CO2中的应用

MXene是一种新兴的二维过渡金属碳化物、氮化物和碳氮化物的总称。其具有独特的二维风琴状结构、良好的导电性，丰富的官能团及亲水基团，因此在电催化还原CO₂领域中有着广泛的应用。本文综述了MXene材料的结构与性能，制备方法以及MXene材料及其复合材料在电催化还原CO₂领域的研究进展，并对其未来发展方向进行了展望和总结。     

二维MXene材料在太阳能电池和金属离子电池中的研究进展

MXene是一种新型二维材料,具有导电性髙、表面官能团丰富、层间距和能带结构可调等特点,从而在新能源器件中拥有重要的研究价值。综述了MXene在太阳能电池和金属离子电池中应用的相关进展。在太阳能电池中,基于MXene高电导率、高透明度和功函数灵活可调的特点,讨论了其在电极和载流子传输层中的相关应用研究,并对MXene功函数调整的策略进行了总结。在金属离子电池中,基于MXene独特的二维层状结构、优异的力学性能和良好的导电性,讨论了MXene作为负极材料以及与碳纳米材料、金属氧化物和硅组成的复合材料对电化学性能的提升作用,并对MXene在正极材料、集流体以及隔膜中应用也进行了介绍。最后对MXene的下一步发展进行了展望。     

MXene在电储能领域的研究进展

近年来，过渡金属碳或氮化物MXene一经问世，就引起广泛研究。因其具有独特的物理化学性质，MXene及其复合材料在储能、催化、传感、电磁屏蔽领域存在潜在价值。MXene在锂离子电池、钠离子电池等二次电池和超级电容器的应用中表现出优越的电化学性能，有广阔的应用前景。文中列举了目前广泛使用的磷酸铁锂电池的工作原理。综述了MXene及其复合材料在电储能领域的研究进展，对MXene材料及MXene基复合材料在电储能领域的研究做出展望。     

MXene/聚合物复合材料研究进展

简要介绍了新型过渡金属碳/氮化物二维纳米层状材料MXene,对其制备、改性及在聚合物复合材料中的应用进行了系统综述.     

面向水处理应用的二维MXene膜研究进展

MXene纳米片材料因其二维结构特性和丰富的表面基团而受到广泛关注。MXene纳米片组装成的二维层状膜,通过尺寸筛分效应和静电相互作用可实现溶液中小分子和离子等分离,在水处理领域有着巨大的应用潜力。然而,二维层状MXene膜仍然面临着严峻的挑战,如低稳定性、高内阻、水环境中易溶胀等,导致分离性能不理想。本文以层状MXene膜的分离机理为出发点,重点介绍了目前改善层状MXene膜分离性能的方法及研究进展,并对二维MXene膜水处理应用发展进行展望,期望对基于MXene膜的精密构筑和设计高性能分离膜提供有益参考。     

二维层状Ti基MXene的电化学性能研究进展

MXene是一种新型前过渡族金属碳(氮)化物,因其独特的二维层状结构,良好的导电性和稳定性,以及层间可以容纳离子和分子的特性,使其在储能领域受到广泛关注。通过插层处理,与高分子材料、金属氧化物等复合可以改善MXene的电化学性能。综述了Ti基MXene及其复合材料在锂离子电池和超级电容器方面的理论研究和应用研究现状。     

MXene@PAN复合材料的制备及其在环氧涂层中的应用

将二维片层材料钛碳化合物Ti₃C₂(MXene)与聚苯胺(PANI)采用原位聚合法合成MXene@PANI复合材料，改变MXene与苯胺(An)质量比，对复合材料的化学结构、光学特性、光热转换性能进行表征，确定最佳合成比例。制备MXene@PANI含量不同的环氧树脂样条，探究MXene@PANI含量对环氧树脂自修复性能的影响。在环氧树脂中分别添加MXene、MXene@PANI制备涂层，通过电化学阻抗和扫描电镜分析涂层防腐性能。结果表明：当MXene与An的质量比为1∶3时，在MXene表面负载的PANI覆盖均匀，并且复合材料具有良好的光热转换性能。随着环氧复合样条中MXene@PANI含量的增加，自修复率显著提高；经过功率为2 W/cm²的近红外光照射60 s后，自修复率都在97%以上。MXene和MXene@PANI的加入均可改善环氧涂层的防腐性能，MXene@PANI/EP复合涂层对金属的保护效果更优。