三种碳化物MXenes的合成
Teng Zhang1, Christopher E Shuck1, Kateryna Shevchuk1
1A. J. Drexel Nanomaterials Institute and Department of Materials Science and Engineering, Drexel University, Philadelphia, Pennsylvania 19104, United States.
Journal of the American Chemical Society
|October 3, 2023
概括
研究人员通过用替代碳合成了新的碳化物MAX阶段和MXenes. 这扩大了这些先进材料的库,使其能够适用于各种应用.
科学领域:
- 材料科学
- 纳米技术
- 固态化学
背景情况:
- 多层MAX相和衍生出的二维 (2D) MXenes是高度研究的具有调节性质的材料.
- 元素替代,特别是在M站点上,是一种常见的属性调节策略.
- 在MAX阶段和MXenes (碳化物) 中,部分用取代碳仍未得到充分研究.
研究的目的:
- 合成和描述具有不同碳和比的基于的新型MAX相和MXenes (碳化物).
- 扩大已知的MAX阶段和MXenes家族,包括以前未报告的Ti4(C1-xNx) 3Tx系统.
- 研究这些新的碳化物材料的结构-性质-合成关系.
主要方法:
- 碳化物MAX相 (Ti_2Al(C_1-xN_x)) 和相应的MXenes (Ti_2(C_1-xN_x) T_z) 的合成.
- 具有不同数量的二维层 (一,二,三) 的材料的表征.
- 分析组成,结构,稳定性和合成参数之间的相关性.
主要成果:
- 成功合成了三种Ti_2Al(C_1-xN_x) MAX相和Ti_2(C_1-xN_x) T_z MXenes的家族.
- 将已知的MAX相和MXene库扩展到16种可调整的X位化学和层厚的碳化物.
- 在Ti_4(C_1-xN_x) _3T_x系统中报告了新的MXenes,以前没有合成.
- 在合成条件,组成,结构和稳定性之间建立了关系.
结论:
- 用部分替代碳为调整MAX阶段和MXene特性提供了一条新途径.
- 合成的碳化物为N/C比对光电子,电磁和机械性能的影响提供了基础研究的平台.
- 通过对其构成和结构进行微调,
