2019年MXene材料有哪些综述值得一看呢？

MXenes材料作为一种新型的二维材料因其独特的一些性质在电化学储能、催化、电磁屏蔽与生物医疗等研究领域得到了广泛的关注，今天MXene Frontier为您整理了2019年代表性综述文章，希望可以为大家未来的研究提供一些参考。

【二维材料•储能】

澳大利亚悉尼科技大学汪国秀教授、Liu Hao课题组与上海大学Wu Minghong课题组合作在国际知名学术期刊Small上发表综述，并从以下几个方面对2D MXenes 在储能领域的进一步研究作出展望。

• 通过高效的剥离技术尽可能地降低2D材料的厚度；

• 形貌的改进对于增加活性位点具有很重要的作用，因此，控制2D纳米材料的空隙率与弯曲程度可以产生较高的比表面积与孔体积，这将增强在超级电容器与可充电电池等储能应用中的性能。

• 对于锂离子电池与钠离子电池来说，如果电极材料没有缺陷或者官能团，会大大降低较高的初始库伦效率。

【MXenes•储能】

浙江工业大学张文魁教授与Xia Yang教授在国际知名学术期刊ChemSusChem上发表综述，从MXenes界面结构设计与功能化处理角度进行了总结：（1）具有纳米级缺陷的大尺寸片层的高质量MXene材料在温和安全的刻蚀条件的探究，还需考虑低成本与高产出等因素，这对于工业化生产具有深远意义。（2）MXene的官能团之间的相互关系与作用（如-O, -OH 和-F），以及其对电化学性能的影响还处于认知阶段，需要深入系统地的研究。（3）MXene的化学与热学稳定性可能会对其储能行为产生巨大影响，这方面需要进一步的研究。

【MXenes•环境相关领域的应用】

北京航空航天大学孙志梅教授课题组在国际知名学术期刊NanoscaleHorizons上发表综述，总结了MXenes材料在合成、性能与环境领域的相关应用，并从以下三个方面进行了总结：

从合成的角度：（1）一些MXene如Sc₂C， Hf₂C， W₂C等已经理论证明可以稳定的存在，但是它们的前驱体还没有被成功制备。因此新MAX相材料或者其他层状碳化物氮化物的前驱体，对于扩展MXene材料体系很重要。（2）应用新的方法以制备大横向尺寸，少缺陷以及可控表面官能团的高质量MXenes仍是亟待解决的问题。

从性能探究的角度，一些通过理论计算而得到的结论，还没有进行实验的验证，尤其是MXene的半导体性。与此同时，目前还没有关于MXene的能带结构的实验测量的研究，这对于理解MXenes的基本性能非常重要。对于MXenes的多种插层离子与复合物的结构和性能的分析也应该得到更深层次的研究。

从应用的角度，虽然MXenes已经在很多应用领域具有非常杰出的性能，其物理机理仍然需要深入研究。比如各种MXene基材料对催化与电催化性能的理解能够为设计新型高新催化剂提供新思路。MXene对NH₃的高灵敏性的机理仍然没有得到理论解释，这限制了MXenes基材料在气体传感器中的应用。

【MXenes•合成、结构与应用】

复旦大学赵东元院士团队在国际著名学术期刊Nano Today上发表综述文章，文章对近三年多孔结构MXenes的主要合成方法及其在赝电容器、锂/钠离子电池、锂硫电池、电磁屏蔽与吸收、压阻传感器以及癌症治疗等领域的应用进行了总结，分析了在不同领域中多孔结构的形成机理。

未来的研究方向：

i) 如何制备具有高度可控孔径与结构的有序多孔的MXenes？

ii) 如何实现多孔MXenes组成成分与结构的同时优化？

iii) MXenes纳米片表面丰富的缺陷与官能团使多孔结构可以成为其他功能材料负载的理想基底，如单原子催化剂，因此MXene基多孔复合物仍然需要进一步深入的研究；

iv) 探索多孔MXenes其他潜在应用领域的可能性。

【MXenes•锂硫电池】

中国科学院福建物质结构研究所王瑞虎博士在国际知名学术期刊Journal of Materials Chemistry A上发表综述，总结了MXene锂硫电池的研究现状，MXene作为添加剂或导电基质在阴极、阳极和隔膜中使用，极大地抑制了穿梭效应，加快了硫的利用，因此，即使在高载硫量的情况下，也能获得高的放电容量、速率性能和循环稳定性。尽管在锂离子电池方面已经取得了相当大的成就，但仍存在一些固有的问题需要进一步解决，以提高锂离子电池的电化学性能。

【MXenes•表面改性】

新加坡南洋理工大学Yan Qingyu教授团队在国际知名学术期刊Small上发表综述，总结了MXene基材料界面改性的方法以及表面多种官能团的作用，对合理化设计MXene表面官能团具有参考意义。

表面的-F官能团是MXene的优势分子，-OH官能团可以吸附水分子，-O官能团会随着时间增加而增加，这与理论模拟的结果相一致。

【MXenes•电催化与光催化】

新加坡科技研究局Zhi Wei She团队在国际知名学术期刊Nanoscale Horizons上发表综述文章，从理论指导材料设计的角度总结了二维MXenes材料在电催化与光催化领域的应用，并对MXene材料应用于催化领域的未来研究方向做出了展望。

DOI:10.1039/c9nh00100j

相关文献链接：

1.Nanoengineering of2D MXene-Based Materials for Energy Storage Applications.

DOI: 10.1002/smll.201902085

2.2DMXene-based Energy Storage Materials: Interfacial Structure Design and Functionalization.

DOI: 10.1002/cssc.201902537

3. MXene and MXene-based composites: synthesis, properties and environment-related applications.

DOI: 10.1039/c9nh00571d

4. Porous MXenes: Synthesis, structures, and applications

https://doi.org/10.1016/j.nantod.2019.100803

5. MXene-engineered lithium–sulfur batteries

DOI: 10.1039/c9ta08600e

6.Surface Modifed MXene-Based Nanocomposites for Electrochemical Energy Conversionand Storage

DOI: 10.1002/smll.201901503

7. Theory-guided materials design: two-dimensional MXenes in electro- and photocatalysis

DOI: 10.1039/c9nh00100j