本综述赞扬了电子显微镜方法的广度和深度,以及这些方法如何推动了对 MXenes 的大规模研究。MXenes 是二维材料中一个强大的新成员,源自其母体纳米层状材料家族,即 MAX 相。由于其丰富的化学性质,MXenes 表现出了彻底改变一系列应用的特性,包括储能、电磁干扰屏蔽、水过滤、传感器和催化。与电子显微镜相比,很少有其他方法在 MXene 研究和相应应用的开发中更为重要,电子显微镜可以在原子尺度上进行结构和化学识别。下面,将介绍已应用于 MXene 和 MAX 相前体研究的电子显微镜方法以及研究示例,并讨论其优点和挑战。© 2020 作者。由 Elsevier Ltd. 出版。这是一篇根据 CC BY 许可 ( http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/ ) 的开放获取文章。
通过增强2D纳米材料的生物逻辑兼容性,适应性和功能,基于非共价的聚合物功能化策略来克服这些局限性。这些表面修饰旨在产生稳定且持久的治疗作用,为聚合物官能化的2D材料在生物传感器和生物电子学中的实际应用铺平了道路。评论论文批判性地总结了2D纳米材料的表面功能化,包括生物相容性聚合物,包括G-C 3 N 4,石墨烯家族,MXENE,MXENE,BP,MOF和TMDC,突出显示其当前状态,物理化学结构,合成方法,材料,材料,材料特征,生物色感和BioSomesors和Biosorsors和Bioectron。本文以对生物电子学领域的前景,挑战和众多机会的讨论结束。
室温钠硫 (RT Na-S) 电池具有高理论能量密度和低成本的特点,最近因潜在的大规模储能应用而受到广泛关注。然而,多硫化钠的穿梭效应仍然是导致循环稳定性差的主要挑战,这阻碍了 RT Na-S 电池的实际应用。在此,设计了一种多功能混合 MXene 中间层以稳定 RT Na-S 电池的循环性能。混合 MXene 中间层包括大尺寸的 Ti 3 C 2 T x 纳米片内层,随后是玻璃纤维 (GF) 隔膜表面的小尺寸 Mo 2 Ti 2 C 3 T x 纳米片外层。大尺寸的 Ti 3 C 2 T x 纳米片内层为可溶性多硫化物提供了有效的物理阻挡和化学限制。小尺寸的 Mo 2 Ti 2 C 3 T x 外层具有出色的多硫化物捕获能力,并加速了多硫化物转化的反应动力学,这是由于其优异的电子电导率、大的比表面积和富含 Mo 的催化表面。因此,采用这种混合 MXene 夹层改性玻璃纤维隔膜的 RT Na-S 电池在 1 C 下在 200 次循环中提供稳定的循环性能,容量保持率提高了 71%。这种独特的结构设计为开发高性能金属硫电池的基于 2D 材料的功能夹层提供了一种新颖的策略。
液体中的脉冲激光消融(PLAL)是一种合成具有控制尺寸和形态的高纯度,无配体纳米材料的技术。这项研究的重点是通过在193 nm处使用重点的脉冲精液激光和2-4 J/cm 2(5 Hz的150 MJ,持续30分钟150 MJ),侧重于MXENE纳米结构(TI₃C₂)的合成。在去离子水和十二烷基硫酸盐分散剂的溶剂混合物中,使用2 mm厚的直径和5 mm的ti₃c₂靶标,在瞬态条件下,在约2,000 k温度和10⁷10⁸10⁸PA压力的瞬态条件下产生纳米结构的mxenes。该方法可最大程度地减少前体和副产品的污染,从而确切地控制纳米颗粒的大小和分布,同时保留结构完整性和功能特性。使用扫描电子显微镜(SEM)和能量色散光谱(EDS)来表征合成的MXENE(EDS),并揭示了不同的形态,例如皱纹的板状结构,例如石墨烯氧化物,均匀的纳米结构,均匀的纳米结构一致的2D FLAKES一致,表明较薄,均匀的合成:均匀的分层:在EDS光谱中观察到氧化。这项研究证明了对产生高质量MXENE纳米颗粒的皮质方法的生存能力,并为纳米材料合成的未来创新提供了基础,用于其他多种2D技术应用。
摘要。对微型化,高功率密度和高频电子设备的需求不断增长,突显了具有高电磁干扰(EMI)屏蔽的聚合物复合材料的重要性。这些复合材料对于维护设备,减少沟通错误和保护人类健康至关重要。在这项研究中,我们通过静电相互作用和热压缩技术开发了一种机械压力的聚苯乙烯,MXENE和硝酸硼纳米片(BNNS)的复合材料。在复合材料中构建3D填充网络导致了显着的EMI屏蔽效果,尤其是在低频范围内。此外,观察到与非涂层样品相比,BNNSS包被的样品促成了优质EMI屏蔽效率。这表明BNNSS通过在复合材料中提供其他接口来提高EMI屏蔽效果,并有助于防止MXENE降解。我们希望我们的研究能够为复合材料中3D结构化填充网络的发展提供宝贵的见解,同时有助于改善导热性和EMI屏蔽性能。
在电磁干扰屏蔽、天线和电化学能存储与转换电极等应用中,MXene 薄膜需要具有高电导率。由于采用基于酸蚀的合成方法,因此很难分解化学成分和薄片尺寸等因素对电阻率的相对重要性。为了了解内在和外在因素对宏观电子传输特性的贡献,对 Ti y Nb 2- y CT x 系统中的固溶体进行了控制成分和结构参数的系统研究。特别是,我们研究了金属(M)位成分、薄片尺寸和 d 间距对宏观传输的不同作用。硬 x 射线光电子能谱和光谱椭圆偏振法揭示了 M 位合金化引起的电子结构变化。与光谱结果一致,低温和室温电导率以及有效载流子迁移率与 Ti 含量相关,而薄片尺寸和 d 间距的影响在低温传输中最为突出。该结果为设计和制造具有广泛电导率的 MXene 提供了指导。
临床研究常规表明,个体患有维生素D的缺乏症,这可能导致健康并发症,包括心血管疾病,自身免疫性疾病,神经退行性疾病和不同的骨骼畸形。鉴于其在体内平衡中的不可或缺的作用和与许多病理的联系,维生素D的早期诊断至关重要。但是,由于现有方法的成本,时间和复杂性,监测维生素D水平是具有挑战性的,尤其是在偏远地区。在这里,我们开发了一种基于抗体功能化MXENE的维生素D的电化学生物传感器,提供了临床相关的敏感性,特定的特定性和可促进点测试的敏感性。ti 3 c 2 t x mxene纳米片通过与聚乙基亚胺的静电驱动的修饰化氨基官能化,然后将其功能用于通过戊二醛化学的抗Vitamin d抗体共轭的共轭。该平台的检测极限为1 pg mL -1,具有动态范围(0.1 - 500 ng ml -1),涵盖临床上相关的缺乏效率,不足,舒适性和毒性。
引用:Siwal, SS、Sheoran, K.、Mishra, K.、Kaur, H.、Saini, AK、Saini, V.、Vo, DV. N.、Yazdani Nezhad, H. 和 Thakur, VK (2022)。MXene 基纳米材料 (MBN) 用于有害污染物降解的新型合成方法和应用:未来展望。Chemosphere, 293, 133542。doi:10.1016/j.chemosphere.2022.133542
聚合物13,15 - 17和二维材料(2D),例如MOS 2。18 - 21最近,人们对包括MXENES在内的2D材料的研究引起了很多兴趣,因为它们具有高表面积与体积比,依赖层可调的机械,电气,光学和物理化学性质,其量子构成以及低维度效果。22 - 24在这些2D材料中,由于其出色的机械性能,高载流子迁移率以及出色的电气和光学性能,因此广泛探索了基于石墨烯和过渡金属二甲化合物(TMDS)的气体传感器。尽管具有出色的传感器响应和响应时间,但基于石墨烯的2号传感器与长期恢复时间相关,而基于TMD的传感器由于其高吸附而导致的不完整恢复。25这种限制促使研究人员探索包括MXENES在内的其他2D材料。气体分子与传感材料的相互作用是任何气体感应过程的不可限制的特征。最近,由于MXENE的几个优势,基于MXENE的气体传感器受到了很多关注。此外,他们已经在电化学储能设备,良好的电器设备等中显示了应用程序的应用。