通过表面功能调整调整MXene的工作功能
See Wee Koh1,2, Lavie Rekhi3, Arramel4,5
1School of Mechanical and Aerospace Engineering, Nanyang Technological University, Singapore 639798.
ACS applied materials & interfaces
|December 14, 2023
概括
研究人员使用表面终端调整了MXene Ti3C2Tx材料的工作功能 (WF) 超过1 eV. 在二维材料中精确控制WF,为能源应用开辟了新的途径.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 表面化学 表面化学
- 纳米技术纳米技术
背景情况:
- 作为一类二维材料的MXenes具有可调节的特性和多功能表面化学.
- 控制工作功能 (WF) 对于优化MXene在电子和能源领域的应用至关重要.
研究的目的:
- 为了研究MXene Ti3C2Tx.的工作功能 (WF) 调整.
- 探索不同合成路线和表面终点对WF的影响.
- 为MXene在能源技术中的应用提供见解.
主要方法:
- 使用化 (HF) 和盐蚀刻合成MXene Ti3C2Tx.
- 气相反应修改MXene表面终端.
- 密度函数理论 (DFT) 计算以模拟WF变化.
主要成果:
- 通过气相反应实现了超过0.6 eV的WF变化.
- 对于N-doped MXene,WF从~4.23 eV (盐蚀刻) 增加到~4.85 eV (高频蚀刻).
- 通过改变表面终端,DFT的计算预测了WF在>1 eV范围内的调节.
- 与表面终端修改和TiO2/TiN相位形成相关的WF变化.
结论:
- 通过表面终结工程,MXene Ti3C2Tx的工作功能可以精确调整.
- 表面终端修改和相位形成显著影响WF.
- 在MXenes中可调节的WF对光伏和能量存储设备中的接口层具有前景.
