探索最多的mxenes之一是ti 3 c 2 t x,其中t x被指定为固有地形成终止物种。在许多应用中,Ti 3 C 2 t X是一种有前途的储能,能量转换和CO 2捕获设备的材料。然而,在Ti 3 C 2 t x -surface上进行吸附和表面反应的活动位点仍然是要探索的问题,这对何时获得正确和优化的表面需求的准备方法具有影响。在这里,我们使用X射线光电子光谱(XP)来研究诸如H 2,CO 2和H 2 O之类的常见气体分子的吸附,它们都可能存在于能量存储,能量转换和CO 2中 - 基于Ti 3 C 2 T x捕获设备。研究表明,H 2 O与Ti-Ti桥接位具有牢固的键合可将其视为终止物种。A O和H 2 O终止Ti 3 C 2 t X -Surface将CO 2吸附到Ti ti on top位点,并可能会降低存储正离子(例如Li +和Na +)的能力。另一方面,O和H 2 O终止Ti 3 C 2 t x -surface显示了分裂水的能力。这项研究的结果对MXENE制剂的正确选择以及MXENE周围的环境有影响,例如能量存储,CO 2 -Accapting,Energy转换,气体传感和催化剂。
摘要:扩展Ti 3 C 2 t X MXENE在纳米复合材料以及跨电子,能源存储,能量转换和传感器技术的跨越中的应用,需要简单有效的分析方法。拉曼光谱是评估MXENE复合材料的关键工具;但是,高激光功率和温度可能导致材料在分析过程中的恶化。因此,需要深入了解MXENE光热降解及其氧化状态的变化,但尚无系统研究。这项研究的主要目的是通过拉曼光谱分析研究MXENE晶格的降解。不同的光谱标记与Ti 3 C 2 t X材料内的结构变化有关,并经历了热和激光诱导的降解。在降解过程中,在几个特定步骤中揭示了光谱标记:层间水分子的数量减少, - 哦,组的数量减少,C -C键的形成,晶格的氧化,氧化的氧化以及TIO 2 Nanoparticles的形成(首先是解剖学酶,核心)。通过跟踪位置移位和Ti 3 C 2 t X的强度变化,发现了表示每个步骤启动的光谱标记。这种光谱方法增强了我们对MXENE降解途径的理解,并促进了这些材料将这些材料的增强和可靠的整合到从储能到传感器的各种应用中的设备中。关键字:2D材料,MXENES,拉曼光谱,TIO 2纳米颗粒,Ti 3 C 2 t X,MXENE降解,激光诱导的破坏
我们使用van der waals(vdw) - 纠正的密度函数理论和非平衡绿色的功能方法研究了DNA核苷酸酶[腺嘌呤(A),鸟嘌呤(g),胸腺嘧啶(T)和胞嘧啶(C)]与单层Ti 3 C 2 MXEN的相互作用。所有计算均针对石墨烯进行了基准测试。我们表明,取决于Ti 3 C 2表面上方的核碱基的初始垂直高度,可能是两个相互作用机制,即物理吸附和化学吸附。对于石墨烯,与石墨烯片上方核碱基的初始垂直高度无关,DNA核碱始终将物理呈现在石墨烯表面上。石墨烯的PBE + VDW结合能高(0.55-0.74 eV),并遵循G> a> t> C的顺序,吸附高度在3.16–3.22Å的范围内,表明强大的物理学。对于Ti 3 C 2,PBE + VDW结合能相对较弱(0.16-0.20 eV),并遵循A> g = T> C的阶,吸附高度在5.51–5.60Å的范围内,表明弱物理吸收。化学物质的结合能遵循g> a> t> c的顺序,这是相同的物理学顺序。结合能值(5.3-7.5 eV)表示非常强的化学吸附(约为物理吸附结合能的40倍)。此外,我们的频带结构和电子传输分析表明,对于物理吸附,频带结构没有显着变化,也没有调制状态的传输函数和设备密度。相对较弱的物理吸附和强烈的化学吸附表明,Ti 3 C 2可能无法使用物理吸附方法鉴定DNA核碱基。
摘要:过渡金属碳化物和氮化物(MXenes)由于其受灵活的组成或表面功能团调控影响的高度可调的电子和光学性质而在光电应用领域引起了广泛关注。先前超快光子研究中使用的 Ti 3 C 2 T x MXenes(-F,-OH,=O封端)通常通过通用的氢氟酸(HF)蚀刻策略合成,这可能导致大量缺陷,从而阻碍 Ti 3 C 2 T x 的光电性能。在本文中,受到通过微密集层剥离法(MILD)蚀刻策略制备的 Ti 3 C 2 T x(-F,-OH,=O,-Cl封端)更高的电导率和载流子迁移率的启发,我们采用液相剥离(LPE)方法进一步优化它,以合成纯 Ti 3 C 2 T x 量子点(QDs)用于超快光子学。与在 1550 nm 下运行的其他 QDs 可饱和吸收体 (SA) 器件相比,我们的 SA 器件表现出相对较低的饱和强度 (1.983 GW/cm − 2 ) 和较高的调制深度 (11.6%),从而更容易产生锁模脉冲。在通信波段获得了以 1566.57 nm 为中心波长、基频为 22.78 MHz 的 466 fs 的突出超短脉冲持续时间。考虑到基于这种 Ti 3 C 2 T x QDs 锥形光纤的 SA 是对 Er 3+ 掺杂光纤激光器 (EDFL) 的首次探索,这项工作将为超快光子学的应用开辟一条新途径。
Cheng 等人 [1] 实现了与 Li 0.7 Ti 3 C 2 T 2 相当的容量(1C 电流密度下经过 200 次循环后容量为 100 mAh g −1,电流密度约为 100 mA g −1),而 Wang 等人 [2] 实现了与 ≈ Na 0.5 Ti 3 C 2 T 2 相当的容量(200 mA g −1 电流密度下经过 1000 次循环后容量为 70 mAh g −1,电流密度约为 3C)。隧道电子显微镜(TEM)还显示,在某些情况下可以插入多层 Na,[2] 在原子水平上每个原子级分子式单位可以有一个以上的 Na,即 Na > 1 Ti 3 C 2 T x 。另一方面,Mg 是一种在电池应用中具有挑战性的金属,其扩散速度慢、电解质-电极动力学复杂、质子嵌入和电解质分解问题严重[5–7],在微米级 Ti 3 C 2 T x 上测试时,仅显示出与 Mg 0.004 Ti 3 C 2 T 2 (≈ 1 mAh g − 1,25 次循环) 相当的容量。[3] 使用间隔基增加层间距离 [8] 和/或将 MXene 纳米化 [9,10] 已显示出更高的容量,但很难确定这些容量是由于可逆的 Mg 2 + 嵌入,还是由于表面反应、质子嵌入和/或电解质共嵌入 (如 MgCl + 嵌入的情况)。[5,6,11]
由于其高功率密度、环境友好、卓越的充放电能力、长循环寿命和安全性,纳米材料成为最有希望的储能候选材料之一。[4,5] 将纳米材料加工成具有高电导率和良好机械稳定性的独立薄膜对超级电容器具有重要意义。要为高性能超级电容器选择合适的纳米材料,必须考虑卓越的表面特性、固有的高强度和电导率。[6,7] 在寻找能够提供所有这些特性的替代品的过程中,最近发现的二维材料 MXene 显示出巨大的潜力。MXenes 是二维家族中的一种新型候选材料(MXenes 描述为 M n + 1 X n T x ,其中 M、X 和 T x 通常代表早期过渡金属、C 或 N,以及吸附的表面功能团如 OH、 O 和 F,其中 n = 1、2 或 3)。 [8] 2D 过渡金属碳化物和氮化物 MXene(包括 Ti3C2Tx、Mo2CTx 和 V4C3Tx)具有高金属电导率、优异的循环稳定性和丰富的表面化学基团,是超级电容器的优良电极材料。[9] 通过真空辅助过滤制备 MXene 独立膜是实现这些特性的最佳选择。[10] 例如,卷曲的 Ti3C2Tx 薄膜表现出 150 000 S m−1 的高电导率和重量电容
组织工程心脏斑块作为心肌梗塞(MI)具有巨大潜力。然而,为了成功地与包含斑块的细胞的天然组织和适当的功能整合,对于这些斑块来说,模仿天然细胞外基质的有序结构和人类心脏的电导性至关重要。在这项研究中,一种可以为人类诱导的多能干细胞衍生的心肌细胞(ICM)提供导电和地形线索的新复合构建体是为心脏组织工程应用开发的。通过使用气溶胶喷气式喷气式飞机在聚乙二醇(PEG)水凝胶上,在细胞水平的分辨率上,通过在聚乙二醇(PEG)水凝胶上进行预设计的模式,在预设计的图案上以3D打印导电钛(Ti 3 c 2 t x)Mxene制造结构,然后与ICMS播种,并在一周内培养一周的cytoxoxitigity。这项工作中提出的结果说明了3D打印Ti 3 C 2 t X MXENE在对齐ICM上的重要作用,而MYH7,SERCA2和TNNT2表达式显着增加,并且具有改善的同步节拍,并进行了传导速度。这项研究表明,3D印刷Ti 3 C 2 t X MXENE可能可用于创建与MI治疗的生理相关的心脏斑块。
采用一步水热法制备碳化钛/还原氧化石墨烯 (Ti 3 C 2 T z /rGO) 凝胶。该凝胶具有高度多孔结构,表面积为 ~224 m 2 /g,平均孔径为 ~3.6 nm。反应前体中 GO 和 Ti 3 C 2 T z 纳米片的含量不同,可产生不同的微观结构。Ti 3 C 2 T z /rGO 凝胶的超级电容器性能随成分而发生显著变化。比电容最初随 Ti 3 C 2 T z 含量的增加而增加,但在高 Ti 3 C 2 T z 含量下无法形成凝胶。此外,电容保持率随 Ti 3 C 2 T z 含量的增加而降低。与纯 rGO 和 Ti 3 C 2 T z 相比,Ti 3 C 2 T z /rGO 凝胶电极表现出增强的超级电容器性能,具有高电位窗口 (1.5 V) 和大比电容 (920 F/g)。 rGO 的 EDLC 与 Ti 3 C 2 T z 的氧化还原电容的协同效应是超级电容器性能增强的原因。用 Ti 3 C 2 T z /rGO 构建了一个对称双电极超级电容器单元,其面积电容非常高(158 mF/cm 2 ),能量密度大(~31.5 μW h/cm 2
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