二维MXene材料在气体传感器领域的应用进展

MXene材料是由前过渡金属碳、氮化物组成的无机化合物,二维MXene及其复合材料具有类石墨烯层状结构、高比表面积、优异的导电性和丰富的表面活性位点,近年来在材料领域成为研究热点.本文聚焦二维MXene材料在气体传感器领域的应用前景,从MXene和气敏性能等角度进行了综述,重点对MXene及其(无机/有机)复合材料用作...     

TiO2/MXene纳米复合材料的可控制备及在光催化和电化学中的应用研究进展

TiO2纳米材料因其存在高的光生电子-空穴对复合速率、电子迁移率低、导电性差以及可逆容量低等问题,使其在光催化和电化学等领域的应用受到限制.MXene(Mn+1 Xn Tx)作为一种新型的二维过渡金属碳化物、氮化物或碳氮化物,具有独特的二维层状结构、良好的金属导电性和较高的载流子迁移率等特性,将其引入TiO2纳米材料中构建TiO2/MXene纳米复合材料,利用两者的协同作用可进一步提高光电性能.本文从TiO2纳米材料的角度出发,系统综述了零维、一维和二维TiO2与MXene纳米复合材料的可控制备、结构性能及在光催化和电化学领域应用的最新研究进展,并着重介绍了纳米复合材料的构筑机理及MXene对提高TiO2的光催化和电化学性能的增强机制等,分析了目前TiO2/MXene复合材料的制备及其在光催化和电化学领域应用中存在的不足.此外,从优化制备工艺、提升性能和探索相应的性能增强机制等方面对未来TiO2/MXene复合材料的研究方向进行了展望.     

MXene及MXene/碳基复合材料在生物医学领域的研究进展（英文）

MXene是一种具有独特层状结构的新型过渡金属碳化物，它具有较大的比表面积、优异的导电性、光热性能和抗菌性能等特殊的物理化学特性，因此表现出较高的应用价值。与此同时，为了追求更广泛的应用，MXene常与炭材料复合以增强其综合性能。近年来，MXene及MXene/碳基复合材料在电子、传感以及生物医药等领域受到了广泛关注。本文聚焦于MXene及MXene/碳基复合材料的制备、修饰方法及其在生物传感、抗菌材料、疾病诊断与治疗等生物医学领域中的应用，以期推动MXene研究取得更大进展。     

二维纳米材料MXene的研究进展

MXene是一类新型碳/氮化物二维纳米层状材料,一般是利用化学刻蚀的手段通过选择性刻蚀掉前驱体MAX相中的A原子层而得到.其通式可表示为Mn+1XnTx,其中M代表早期过渡族金属,X代表碳和/或氮,Tx代表MXene在刻蚀过程中产生的附着在其表面的官能团(-OH、-F、=O、等).采用一定的手段将多层MXene剥落,可获得类石墨烯形貌的单层MXene.MXene除了具备传统二维材料的性能外,还兼具良好的导电性、亲水性、透光性、柔韧性以及能量储存性能,在复合材料、润滑剂、环境污染治理、电池、电容器、催化、传感器、抗菌等领域具有潜在的应用价值.文章总结了MXene的制备、结构、性能和应用等方面的最新成果,并展望了其今后的研究方向.     

二维纳米材料MXene的研究进展

MXene是一类新型碳/氮化物二维纳米层状材料,一般是利用化学刻蚀的手段通过选择性刻蚀掉前驱体MAX相中的A原子层而得到。其通式可表示为M_(n+1)X_nT_x,其中M代表早期过渡族金属,X代表碳和/或氮,T_x代表MXene在刻蚀过程中产生的附着在其表面的官能团(-OH、-F、=O、等)。采用一定的手段将多层MXene剥落,可获得类石墨烯形貌的单层MXene。MXene除了具备传统二维材料的性能外,还兼具良好的导电性、亲水性、透光性、柔韧性以及能量储存性能,在复合材料、润滑剂、环境污染治理、电池、电容器、催化、传感器、抗菌等领域具有潜在的应用价值。文章总结了MXene的制备、结构、性能和应用等方面的最新成果,并展望了其今后的研究方向。     

MXene/聚合物复合材料的合成及其应用研究进展

MXene是一种新颖的二维层状纳米材料,具有大的比表面积和丰富的表面官能团,与聚合物基体复合可显著改善聚合物基复合材料的性能或拓宽其应用范围,因此得到了广泛的研究.本文简要总结了MXene、MXene/聚合物复合材料的制备方法,并对MXene/聚合物复合材料的力学性能、热学性能、摩擦性能和电磁屏蔽等性能进行了阐述,总结...     

MXene基薄膜的有序组装及其在储能和电磁干扰屏蔽中的应用

5G电子消费产品日益普及,给人们的生活带来便利的同时也存在一些问题,如电磁干扰(EMI)风险大幅度提高,5G网络耗电速度快等。因此需要开发具有高EMI屏蔽性能的膜材料和高容量的电极材料来解决这些问题。作为一种新型二维材料,过渡金属碳化物、氮化物或氮碳化物(称为MXene)具有出色的导电性、低密度、亲水性表面、二维层状形态和可调节的表面化学性质等诸多优势。此外,由于MXene具有容易成膜的特点,在EMI屏蔽和储能设备等领域具有巨大的应用潜力。目前已经报道了很多基于MXene复合薄膜的工作,本文首先介绍了MXene纳米片的合成方法,然后讨论了MXene基复合薄膜的制备方法,目的是总结制备MXene复合薄膜的各种方法及其优缺点。其次,分别介绍了MXene在锂离子电池和超级电容器及EMI屏蔽膜中的应用,分析了目前的发展趋势,并且对目前主流的复合材料进行了对比,归纳了MXene复合薄膜在结构和性能上的特点和优势。最后,提出了目前MXene复合薄膜的发展所存在的问题,并对未来发展进行了展望。      

MXene在锂硫电池中应用的研究进展

MXene是一种新兴的二维过渡金属碳化物或碳氮化物，优异的金属导电性、丰富的表面官能团和超薄二维结构使其在电化学储能方面的应用有巨大的潜力。锂硫电池的理论比容量较高，在新一代储能器件中极具竞争力。二维MXene及其组装的三维材料作为一种先进的硫载体可通过多种途径克服锂硫电池固有的导电性差和放电产物溶解严重的问题。本文综述了目前二维和三维结构的MXene材料在锂硫电池中的应用，分析了性能与结构之间的关系，总结了目前存在的挑战和困难并对未来的设计方向提出一些看法。     

MXene的功能化改性及其应用研究进展

MXene是一类新型的具有类石墨烯结构的二维材料,由过渡金属碳化物、氮化物或碳氮化物构成。MXene具有优异的物理化学性质,如较大的比表面积、良好的导电性、优异的催化性、优良的自润滑性能、丰富的表面官能团等,在多个领域展现出广阔的潜在应用前景。本文针对MXene片层易叠加及其与聚合物基体相容性较差等问题,对MXene表面功能化改性的研究进展进行了综述,包括有机物、无机物、有机-无机杂化改性等,并总结了其在储能、催化和摩擦学等领域的应用研究,展望了其未来的研究方向和发展前景。      

二维过渡金属碳化物或碳氮化物在储能领域的应用进展

二维过渡金属碳化物或碳氮化物(MXene)具有优异的电子、力学和磁学性能,在储能领域具有重要的应用价值。聚焦于最新的研究进展,概述了MXene在锂离子电池、新型二次电池和超级电容器等储能领域的应用研究现状,并对其未来发展趋势进行了展望。     

MXene与纤维基材料复合应用研究进展

层状过渡金属碳/氮化物(MXene)是一种新兴的二维纳米材料.由于其独特的纳米结构和优异的电学性能,MXene在电学相关领域的潜在应用受到越来越多的关注.近年来,有众多研究将MXene与各类纤维与纺织材料进行复合,在纤维基柔性电子材料应用中体现出优异的性能.本文首先介绍了MXene纳米片的制备方法及性能,系统分析了MX...     

氧化石墨烯在纺织品领域的抗菌应用

目的总结归纳氧化石墨烯及其复合材料在抗菌纺织品类包装材料的应用现状,为氧化石墨烯及其复合材料在纺织领域的应用提供参考。方法总结氧化石墨烯的性能、结构特点以及抗菌机理,阐述氧化石墨复合材料、复合纤维材料和复合织物等纺织品类材料的抗菌性能应用,并简单讨论氧化石墨烯的抗菌影响因素和氧化石墨烯的生物安全性。结果氧化石墨烯具有二维纳米结构、优异的比表面积和水溶性,纺织品类包装材料通过与氧化石墨烯的复合应用可改善其抗菌性能。目前,氧化石墨烯抗菌性能的应用尚处于初级阶段,需要更深入的研究。结论随着对氧化石墨烯研究的不断深入,氧化石墨烯在抗菌纺织品类包装材料的应用会越来越广泛。     

新型二维材料MXene的气敏性能研究进展

MXene是一种新型二维过渡金属碳化物/氮化物。作为二维材料,MXene具有大的比表面积和丰富的表面官能团,表面容易吸附气体分子,且吸附的气体分子会影响材料的导电性能。因此,MXene可以用来作为新型气敏材料。从理论到实验的角度综述各种MXene（Ti₃C₂ MXene、V₂C MXene、Mo₂C MXene等）的气敏性能以及气敏应用,归纳不同MXenes对气体的响应特性,分析MXene的气敏机理,总结MXene作为气敏材料的优势和缺点,展望MXene在气体传感器领域的未来应用前景。     

二维材料MXene在水处理领域的应用

MXene是一类新兴二维(2D)结构的过渡金属碳/氮化物材料,具有独特的层状结构、亲水性、高导电性和催化活性等特点,在水处理领域受到越来越多的关注.首先介绍了MXene及其合成方法,综述了MXene在吸附、光催化和膜分离等方面的应用.其次讨论了MXene的结构调控、表面改性以及复合等对MXene吸附性能的影响机制和有效异质结的形成、活性晶面的暴露以及贵金属沉积等对MXene基光催化剂催化性能的影响机制;详述了构建高效分离污染物、淡化海水的MXene基分离膜的方法.最后归纳并分析了目前MXene在水处理领域应用中存在的问题,对如何设计性能优异的MXene基水处理材料提出了展望.     

Ti基MXene及其复合材料在金属离子电池中的进展

二维过渡金属碳(氮或碳氮)化物MXene自2011年首次报告后,其家族成员不断增加,目前已有超过20种MXene被成功合成。凭借独特的层状结构,出色的物理化学性质和可设计的表面官能团特性,MXene被认为是极具潜力的电极材料。近年来,MXene及其复合材料在储能领域进展显著。为此,本文综述了Ti基MXene及其复合材料在Li离子电池和Na离子电池中的研究进展,并结合其制备方法和特性,详细介绍了电池性能提升策略或机制。最后,指出了MXene及其复合材料构建高性能电池面临的挑战,并对未来前景进行了展望。      

二维MXene膜的构筑及在水处理应用中的研究进展

MXene是一类新型的过渡金属碳/氮化物二维层状材料,通过选择性刻蚀掉MAX相中的A原子层制备而成。由于MXene具有特殊的微观结构和优异的理化性质,可用于高性能膜分离材料的构筑,并逐渐在废水处理和海水淡化等领域展现出良好的应用前景。但MXene在实际水处理过程中还存在不小的局限性。如MXene膜在水溶液中易发生溶胀现象,膜抗污染能力弱,分离机制也尚未有统一定论。本文归纳了近年来MXene纳米片、二维MXene膜材料的制备方法,例举了MXene膜的改性路径及其在水处理应用领域的最新报道,提出了MXene膜对水中污染物的分离机制,并对其当前急需解决的问题和未来的发展方向做出展望,为基于MXene高性能膜材料的设计和应用提供参考。      

二维MXene材料在超级电容应用的研究进展

二维过渡金属碳/氮化物(MXene)具有类石墨烯的结构,微观上呈现片层状和多种表面基团,因此具有良好的导电性、离子传输和高亲水性能,并且成为超级电容器的理想电极材料。但MXene层与层容易坍塌、堆叠与官能团的存在,不利于作为电极材料的性能。通过热处理、离子插层和与碳复合等方法提高其电化学性能拥有巨大的应用前景。首先总结了MXene材料的制备方法,然后概述了表面改性和结构优化等对MXene超级电容器的电化学性能的影响,展望了MXene材料在超级电容器上的研究前景。     

MXene材料的结构、性能及在电磁屏蔽领域的应用

MXene是一类具有二维层状结构的过渡金属族碳化物或氮化物,由于具有独特的层状结构、优异的导电性、可调节的活性表面和优异的机械强度,其在二维材料中备受瞩目,并在各领域中都具有很大的应用潜力,特别是用于微波吸收(MA)和电磁干扰(EMI)屏蔽.本文从MXene材料的典型结构、性能和主要的合成策略出发,综述和分析了近年来关于MXene材料在电磁屏蔽和吸波领域的研究现状,剖析了其在应用过程中面临的主要问题和进一步发展的瓶颈,最后对MXene材料的发展前景进行了展望.     

三维MXene复合材料在微波吸收方面的研究进展

电子设备工作时会产生电磁波，当其强度超过一定范围时，就会造成电磁污染，对人们的健康和一些精密仪器造成一定的危害。为了消除电磁污染，吸波材料的研究就愈发重要。近些年，二维纳米材料家族中的MXene材料由于具有出色的分层结构、丰富的官能团和优良的导电性能，在微波吸收方面表现了巨大潜力。因此从MXene的制备和微波吸收机制入手，着重介绍了3D MXene复合材料的构建方法与它在微波吸收方向的最新进展，对未来MXene复合材料在微波吸收领域的发展趋势作出展望。     

氧化石墨烯及其复合材料在抗菌领域的研究进展

全球范围内的细菌耐药性增强,传统的抗生素方案逐渐力不从心,抗菌新方案的研发刻不容缓。近年来,氧化石墨烯(GO)因其独特的二维结构和难以形成耐药性的抗菌机理引起了研究人员的关注,成为了抗菌领域的新宠。但由于GO的抗菌性能易受多种因素影响,限制了其广泛应用的可能。因此,从GO的合成方法和抗菌机理入手,着重介绍了GO的抗菌功能化及其复合材料的应用研究进展,并对将来GO基材料在抗菌领域的发展做出展望。