Chemistry

近年来，二维材料在材料科学中的地位逐渐突显。作为一种新型二维层状材料，MXene是其三维结构MAX通过化学液相蚀刻法制得的，包括过渡金属碳化物、氮化物、碳氮化物。因其具有独特的结构性质、电子特性和化学性质，MXenes在诸多领域具有潜在的应用价值，包括储能材料、传感器和催化剂等。截至目前，已知的MAX超过70种，而现有的MXenes仅包括Ti2C，Ti3C2，（Ti1/2，Nb1/2）2C，（V1/2，Cr1/2）3C2，Nb2C，Ti3CN，Ta4C3，V2C和Nb4C3。在这些材料中，Ti3C2Tx这种MXene具有较高的体积比容量和较快的电子传输速率，使得它适用于电池和超级电容器电极材料。通常，Ti3C2Tx可用做Li+、Na+、K+、Mg2+、Ca2+和Al3+离子电池的电极材料；Ti2C在所有的MXenes中具有最大的比表面积和较多的中空位点，因此其具有非常高的储氢能力；Ti2CO2可用作低温CO氧化的高效催化剂和高选择性、高灵敏度的NH3传感器材料。此外，由于具有良好的导电性、亲水性以及在水溶液中的稳定性，MXene材料还可用作催化水分解制备氢气的催化剂。然而，由于MXene的制备条件较为苛刻，在常温常压下无法制备，且在空气中易被氧化，目前它的一些性质只能通过模拟及计算得到。在新兴功能材料领域，Mxene面临着机遇与挑战。

基于此，来自扬州大学化学化工学院&创新能源与材料研究院的王赪胤教授和澳大利亚悉尼科技大学的汪国秀教授以“Functional MXeneMaterials:Progress of Their Applications”为题在Chemistry-AnAsianJournal上发表综述性文章。作者总结了近年来快速发展且具有良好应用前景的MXene材料的代表性应用成果（储能、储氢、催化及传感等领域），为功能Mxene材料提供了全面的介绍和参考。该综述首先介绍了MXene的定义、制备方法及主要性质，详细叙述了MXene材料的应用前景。接着，该综述重点介绍了MXene材料在储能方面的应用，包括用作各种离子电池及超级电容器的电极材料、储氢材料，并在具体的实例中介绍了其储能机制，对比了各种MXene材料在不同储能应用中的性能。随后，该综述阐述了MXene材料在催化方面的应用，主要是CO催化氧化和光催化水分解制备氢气，着重介绍了其在水分解方面催化效率高的原因。然后，作者又介绍了MXene材料在传感器方面的应用，主要说明了其在NH3传感中的应用，并且对比了不同气体在MXene表面的吸附。该综述还简要概述了MXene材料在其他领域（如离子筛选、净水及抗菌等）中的应用。最后，作者总结了MXene材料在应用领域的研究现状，并从制备方法及潜在应用等方面对MXene材料的未来发展方向进行了探讨与展望。

Chemistry-An Asian Journal(DOI:10.1002/asia.201800543)上。

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