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。     

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。     

MXene对动态硫化型聚丙烯/三元乙丙橡胶共混体系性能的影响

为了研究MXene纳米材料改性动态硫化型聚丙烯（PP）/三元乙丙橡胶（EPDM）共混体系的结构及相关性能，采用母料法制备大分子包覆的MXene，通过熔融混合制备MXene/PP/EPDM复合体系。结果表明：剥离的MXene片层在聚合物基体中分散均匀。MXene质量分数为0.75%时，体系的力学性能最好。由于MXene具有较大的表面积且在基体中分散良好，加入少量MXene可提高体系的热稳定性，初始热分解温度和最大热失重温度分别提高26℃和20℃；同时复合体系具有良好的绝缘性能。制备的MXene/PP/EPDM复合材料在电线电缆和电气绝缘件领域具有潜在应用。     

二维MXene材料在油水分离领域的研究进展

在石油开采、运输和加工过程中，大量油类污染物不可避免地进入到水体中，造成资源浪费的同时也严重破坏了生态环境。MXene是一种拥有二维片层结构的过渡金属碳/氮化物，由于其特殊的微观结构和优异的亲水性，已在油水分离领域得到了研究者的广泛关注。然而，MXene的油水分离研究还处在起步阶段，分离机理也有待进一步明确。首先归纳总结了MXene纳米片的制备方法，从MXene表面润湿性原理的角度出发，结合MXene独特的物理化学性质，从理论上论证了MXene材料应用于油水分离领域的可行性。其次，综述了当前MXene基吸附材料与MXene基膜材料在油水分离领域的最新研究进展，证明了MXene材料能有效地处理不同类型的含油废水，并系统地分析了MXene材料对于油污的吸附和分离机理。最后，归纳了目前MXene在油水处理过程中面临的各种挑战，并对MXene在油水分离领域的未来发展做了展望。     

MXene的改性及其在功能涂层中的应用

MXene是一种新型二维过渡金属碳化物和/或氮化物，可通过氢氟酸、氟化锂和盐酸或无机氟化物等刻蚀前驱体MAX相中的活泼金属元素而得到。MXene具有高比表面积、高电导率以及优异的光学、电学及力学等特性。将其引入涂层中，可以赋予涂层光热转换、导电、增强、阻燃、抗菌等性能，从而拓展其在传感器、特种防护等领域中的应用。本文首先综述了MXene的制备方法，包括氢氟酸刻蚀法、改性酸刻蚀法、熔融氟盐刻蚀法、无氟刻蚀法等，并探讨了剥离作用对MXene的影响。然后详细介绍了三种提升MXene表面反应性、电学性能、稳定性的改性方法，即插层改性、掺杂改性和防氧化改性，总结了其在传感器、电磁屏蔽、光热以及其他功能涂层中的应用。最后，从MXene的功能性应用方面展望了其未来的研究方向和发展前景。     

二维晶体Ti3C2Tx MXene发射与屏蔽电磁波的研究进展

MXene是一种新型二维材料,通过剥离层状陶瓷MAX相而制备.Ti3C2Tx MXene 是第一种制备的MXene,也是应用最广泛的MXene.Ti3C2Tx MXene具有良好亲水性,可以分散在水中制备成薄膜.同时具有良好导电性,具有叠层结构,电磁波可以在材料内部的界面多次反射.因为独特的性能与结构,MXene可以作...     

MXene在生物质基储能纳米材料领域中的应用研究进展

MXene是一种类石墨烯结构的层状二维纳米材料，具有高导电性和高比表面积等优点，常用在储能领域。MXene含有丰富的端基官能团，易与生物质纳米材料形成交联结构并拓宽其层间距，从而提高储能器件的柔韧性及提供更多的离子传输通道。故MXene用于生物质储能纳米材料逐渐成为研究热点之一。本文综述了近年来MXene复合生物质基纳米材料在储能领域中的应用，首先介绍了不同MXene的制备方法及其优劣势，其次分别介绍了用CNF、BC、CNC等材料对MXene储能器件的优化改性方法，并总结了MXene复合生物质纳米材料在超级电容器、纳米发电机、二次电池等三种前沿储能器件中的物化特点及性能优势，重点分析了生物质纳米材料在MXene/生物质纳米复合材料中的功能。最后，对MXene复合生物质纳米材料在储能领域所面临的挑战及其未来应用前景进行了分析与展望。     

大连化物所二维金属碳化物基储能材料研究取得新进展

正近日,中国科学院大连化学物理研究所二维材料与能源器件研究组研究员吴忠帅团队通过在KOH溶液中震荡处理二维金属碳化物纳米片(MXene),成功制备了层间距扩大的碱化MXene纳米带,并发现其具有优异的储钠和储钾性能。MXene是一类新型二维金属碳(氮)化物纳米片,常见的Ti_3C_2 MXene片已被证实是一种先进储能电极     

MXene的制备及其在高比能碱金属电池中的应用

双碳目标下,具有高比能量的碱金属电池受到广泛关注,但电池循环过程中枝晶的生长会带来严重安全隐患。新型二维材料（MXene）具有优异的导电性、充足的层间空间、稳定的层状结构,作为金属负极保护材料具有应用价值。首先介绍了MXene的不同制备方法,之后对MXene在金属负极保护领域的应用现状进行了分析和评价。其中,重点总结了三大类MXene与碱金属复合的方法（滚压法、熔融灌注法、电沉积法）,指出当前方法普遍存在易氧化、操作难度大、难以大规模生产等弊端。最后提出MXene的发展应参考石墨烯材料的发展策略,更多地利用其表面活性官能团和片层结构,构筑独立集流体或保护层以获得更好的循环性能。     

航空复合材料连接结构实时健康监测

随着复合材料在航空结构中的广泛应用,复合材料的研究也越来越深入.由于复合材料的特殊性,难以直接观察复合材料粘接结构和复合材料螺栓结构的使用状态.提出了一种新型的可对复合材料实时结构健康监测的MXene薄膜传感器制备技术.提出的制备方法经进一步加工处理可以得到性能优异的MXene传感器,通过碳基纳米传感器和MXene油墨...     

Mxene基材料在吸附污水中金属离子领域的应用

介绍了MXene材料及其合成方法。介绍了MXene材料表面改性对MXene性能的影响机制。综述了MXene基吸附材料对各种金属离子的吸附性能和再生性能的研究。归纳分析了目前MXene材料所存在的问题,并对未来吸附MXene材料的处理提出了展望。     

MXene在涂料中的应用研究进展

MXene是近年来发展的一类新型过渡金属碳/氮化物二维纳米材料，其在有机涂料中的应用逐渐引起关注。在MXene的种类、制备方法和性能的简介基础上，总结了其在电磁屏蔽涂料、防腐涂料和多功能涂料制备中的研究进展。报道显示，采用MXene制备的电磁屏蔽薄膜或涂层性能突出，MXene也能显著改善纯环氧树脂或纯聚氨酯树脂涂层的防腐性能，并在多功能涂层中展现出了良好的发展前景，但MXene与涂料各组分的相互作用研究仍缺乏深度和广度，影响其在涂层中的空间分布调控。建议今后加强MXene规模化制备方法和表面改性研究，扩展MXene研究对象及其应用的涂料领域。     

新型MXene复合吸波材料研究进展

MXene材料作为一种新型的二维材料,以其优良的介电性能和新颖的层状结构,广泛应用在电容器、半导体、储能材料等诸多领域中。由于MXene材料特殊的层状结构和介电性能,使其具有了成为复合吸波材料的潜质,但是MXene材料在吸波领域的研究较少。研究中大多数MXene材料只具有介电性能,只能以介电损耗方式吸收电磁波,导致其吸波频带窄、吸波效能低。本文总结了MXene材料的基本性质,吸波材料的设计原理,新型材料MXene的各类刻蚀制备方法,以及在吸波材料方面的应用,并指出了MXene材料在吸波材料方面的设计思路。最后展望了新型MXene复合吸波材料的发展趋势。     

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基单原子催化剂在去除水体有机污染物的研究进展

工业的快速发展导致了严重的有机水污染，对环境构成了严重威胁。MXene作为一种新型二维材料，由于优越的导电性、大的比表面积以及丰富的表面功能团等，受到广泛关注。然而MXene仍然存在纳米片堆积和催化过程中快速的电子-空穴复合等问题，这严重限制了其实际应用。通过将金属单原子锚定在MXene纳米片之间，形成MXene基单原子催化剂可以有效解决上述问题。本文综述了原始MXene和以MXene为基底的单原子催化剂的合成方法，并概述了MXene基单原子催化剂在去除水体有机污染物方面的研究进展，并对其未来的发展做出展望。     

Ti3C2 MXene柔性应力/应变传感器的制备及应用研究进展

碳化钛迈科烯(Ti3C2 MXene)是一种新型碳化物二维材料,具有手风琴的片层结构,受到拉伸或压缩会产生滑动或堆叠,使其内部导电路径和长度发生改变,直接影响输出电信号的变化.因此,Ti3C2 MXene可以作为传感材料,检测应力/应变.与弹性基底复合,该材料可以制备柔性传感器,检测人体的运动与健康信号.本综述阐述了T...     

MXene材料的制备及其在锂离子电池负极的研究进展

MXene作为一种新型二维材料,由于其表面亲水性、金属导电性和丰富的表面化学性质,被广泛应用于锂离子电池。然而,纯MXene的理论容量较低。此外,MXene纳米片易发生堆叠,从而造成不可逆的容量损失,这些缺陷严重制约了其实际应用。通过将MXene与其他材料进行复合可以改善其自身缺陷,进而提高其商业化前景。综述了MXene的合成方法以及MXene材料作为锂离子电池负极材料的研究进展,并对其未来发展方向进行了展望。     

MXene/PVDF复合膜的制备、性能调控及其应用研究进展

二维过渡金属碳/氮化物（MXene）是一种新型二维碳化纳米材料，具有横向比率大、传输途径短和纳米通道多等独特优点。该文首先综述了MXene/聚偏氟乙烯（PVDF）膜的制备工艺，并分析了MXene与PVDF膜的电性能、机械性能、热性能、抗菌性能、化学稳定性等性能之间的调控关系；然后综述了MXene/PVDF复合膜在分离膜、高介电膜、电磁屏蔽膜等领域中的应用进展；最后对MXene/PVDF膜的发展方向进行了展望：在当前的研究阶段中，对PVDF膜进行抽滤处理仍然是发挥MXene优异性能的有效途径，这是一个主要的研究手段；同时，进一步深入研究MXene对PVDF膜定向调控的多功能性机制，有助于更好地理解MXene与PVDF膜之间的相互作用规律；此外，应该加强应用型研究，形成较完善的实际应用体系，这有助于更好地理解MXene/PVDF复合膜的自身性质和性能，推动MXene/PVDF复合膜在各领域的应用研究和实际发展。     

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。     

新型二维材料MXene吸附重金属的研究进展

近年来,新型纳米材料MXene因独特的形态及化学结构受到了广泛关注。MXene是一个二维过渡金属碳化物和氮化物的家族,通常由刻蚀前驱体MAX层状金属陶瓷相合成。通过刻蚀较弱的A原子将MAX上下两层抽出,即可得到层状的MXene材料。该类材料具有类石墨烯二维层状结构、较大的比表面积、良好的亲水性能、优异的稳定性和导电性,...