北科納米可提供MXene的合成服務(wù)（可定制）

研究摘要

MXene自2011年來首次被合成提出，經(jīng)過十年的發(fā)展受到了廣泛的關(guān)注，自2020年以來，MXene合成方案領(lǐng)域出現(xiàn)了一些新的突破，諸如如無水蝕刻、鹵素蝕刻和鹽酸基水熱刻蝕等新的合成方法相繼提出，不僅如此，MXene在鋅離子存儲設(shè)備中的應(yīng)用在過去兩年中也取得了巨大的進(jìn)展，人們對MXene的鋅離子存儲機理的認(rèn)識發(fā)生了深刻的變化，其應(yīng)用也變得多樣化，目前在鋅離子存儲領(lǐng)域中的相關(guān)文章正處于爆發(fā)增長期，暗示了MXene在高性能鋅離子存儲設(shè)備中具有巨大的潛力。

近日，蘭州大學(xué)材料與能源學(xué)院彭尚龍教授團(tuán)隊就MXene的合成發(fā)展以及其在鋅離子存儲中的應(yīng)用進(jìn)行了介紹，綜述了MXene材料的制備和合成方法以及其在水系鋅離子存儲器件中的應(yīng)用進(jìn)展，文章對MXene的合成方法以及其在鋅離子存儲性能之間的對應(yīng)關(guān)系進(jìn)行了闡述，并詳細(xì)總結(jié)了關(guān)于MXene三種不同類型的合成方案以及在鋅離子存儲應(yīng)用中MXene的三類設(shè)計理念。特別的是，對于MXene的合成，文章對已被廣泛報道的傳統(tǒng)合成方案進(jìn)行了詳細(xì)的總結(jié)，對其發(fā)展背景進(jìn)行詳細(xì)闡述以幫助了解其發(fā)展，并結(jié)合近兩年新報道的合成方法，對MXene合成方案提供一個全新的劃分框架。此外，對于MXene在鋅離子存儲的應(yīng)用，文章首先討論了對MXene鋅離子儲存機制的認(rèn)知變化，從最初傳統(tǒng)所認(rèn)為的鋅離子表面吸脫附的存儲機理到最新提出的鹵素氧化還原機理以及高電位激活的嵌入、脫嵌存儲機理，而后并對MXene鋅離子應(yīng)用的相關(guān)設(shè)計理念及其特點進(jìn)行了深入討論，詳細(xì)闡述了包括純MXene材料、MXene基衍生材料與MXene基雜化材料三類不同材料設(shè)計理念的策略思路以及特點評估。最后，對MXene在合成策略和水系鋅離子儲存應(yīng)用方面的未來發(fā)展進(jìn)行了全面展望。

該工作發(fā)表在SusMat期刊上（入選編輯部推薦文章），題目為“Synthesis of MXene and its application for zinc-ion storage”。彭尚龍教授、閆德副教授和黃娟娟副教授為本文通訊作者，陳杰碩士為本文第一作者。

圖文導(dǎo)讀

圖1.?A）在不同類型的儲能裝置上發(fā)表的論文數(shù)量（來源：Web of Science，檢索日期：2022年2月26日）。（B）MXene的合成及其在鋅離子儲存中的應(yīng)用示意圖。

圖2.?MXene的合成：濕化學(xué)蝕刻法制備MXenes的一些典型報道的示意圖。

圖3.?MXene的合成：非傳統(tǒng)蝕刻法制備MXenes的一些典型報道的示意圖。

圖4.?其他合成手段制備MXenes的一些典型報道的示意圖。

圖5.?純MXene材料應(yīng)用于鋅離子存儲器件的一些典型報道。

圖6.?MXene基衍生材料應(yīng)用于鋅離子存儲器件的一些典型報道。

圖7.?MXene基雜化材料應(yīng)用于鋅離子存儲器件的一些典型報道

總結(jié)展望

? ? ??MXene具有較好的親水性、接近石墨烯的優(yōu)異導(dǎo)電性和顯著的機械性能。不僅如此，其表面豐富且可調(diào)節(jié)的官能團(tuán)導(dǎo)致其電子能帶結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，從而實現(xiàn)MXene不同的物理和化學(xué)性質(zhì)。與其他二維材料（例如石墨烯，也具有優(yōu)異的導(dǎo)電性）相比，MXene的可調(diào)節(jié)物理化學(xué)特性為其最重要的特征，然而，還有許多問題和挑戰(zhàn)需要克服。在此基礎(chǔ)上，提出了幾點建議，以促進(jìn)MXene的合成方法和在鋅離子存儲設(shè)備中的應(yīng)用：

（1） 更多的非傳合成方案的嘗試

（2） 考慮更具安全性和低成本的MXene合成方案

（3） MXene鋅離子存儲機理的更多探索

（4） 選擇和探索更多類型的MXene材料

（5） 適用于鋅存儲中柔性、綠色、可降解的MXene電極材料的開發(fā)

文獻(xiàn)鏈接

https://doi.org/10.1002/sus2.57

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