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详细介绍

一、文章概述

二维碳化钛(Ti3C2Tx)MXene薄膜具有明确的微观结构和化学功能，提供了纳米Ti3C2Tx薄片的宏观应用。Ti3C2Tx薄膜具有具有吸引力的物理化学性能，有利于器件设计，如高导电率、令人印象深刻的体积电容、强的平面内机械强度和高度的灵活性。这篇文章综述了由纳米片的层对层排列所产生的基于ti3c2tx的薄膜的吸引力特点。致力于实现基于ti3c2tx的功能薄膜的理想特性的关键策略，如高和可调的电导率、优异的力学性能、增强的抗氧化性和保质期、亲水性/疏水性、可调节的孔隙率和方便的加工性。进一步讨论了基于ti3c2tx的薄膜应用的基本方面和研究进展，重点阐明了其结构特性和结果性能之间的关系。最后，提出了ti3c2tx基薄膜在未来的研究、开发和应用方面所面临的挑战和机遇。全面了解这些竞争特性和挑战，将为进一步开发基于ti3c2tx的功能膜提供指导和灵感，并为MXene技术的进步做出贡献。

二、图文导读

图1.材料发展汇总图。

上图中，图a)从相应的母体max相形成MXenes的一般示意图。图b)单层ti3c2Tx的分子结构模型。图c)Ti3C2Tx、Mo2CTx、Ti2CTx、Nb4C3Tx、Nb2CTx、V2CTx、Mo2TiC2Tx和Mo2Ti2C3Tx的电导率比较。图d)MXenes在不同领域的应用。

图2.各种相关材料的性能测试图。

在上图中，图a)ti3c2Tx、rGO和其他组合电极的电转移电阻(Rct)。图b)ti3c2Tx、石墨烯和还原氧化石墨烯薄膜的电导率比较。图c)由大Ti3AlC2颗粒合成大Ti3C2Tx薄片的过程。图d)在200°C干燥6h后，叶片涂层的大Ti3C2Tx薄膜随厚度增加的电导率。图e)报道的Ti3C2Tx基薄膜材料的强度和电导率(通常为Ti3C2Tx>的强度和90%)。

图3.Ti3c2Tx薄膜的机械柔韧性测试图。

图4.多孔材料的结构特性图。

a)多孔ti3c2Tx的扫描电镜图像。b)由氮气吸附和汞入侵孔隙度测定结果得出的孔隙大小分布。c)ti3c2Tx薄片化学蚀刻形成多孔结构的示意图。d)室温下在0.2m硫酸铜溶液中化学蚀刻Ti3c2Tx薄片的透射电镜(TEM)图像。e)不同样品的孔径分布。

图5.碳化钛(MXene)基薄膜的应用。

三、全文总结

近年来，基于ti3c2tx的薄膜的独特性能在理论和实验研究中快速发展。这篇文章综述了ti3c2tx基薄膜的竞争特性、基本性能和工程策略，有望有助于其进一步发展的方向。此外，还回顾了ti3c2tx基材料用于电化学锂/钠离子存储、（微）超级电容器、透明导电电极、水净化、EMI屏蔽等应用方面的应用进展。通过控制蚀刻条件、精细的结构设计、掺杂和表面改性，这些应用都得到了改进。然而，ti3c2tx基薄膜在制造能力和器件性能方面，学术研究和实际应用之间仍存在明显的差距。为了缩小这些关键的差距，作者还在这里分析了制造基于ti3c2tx的功能薄膜的关键挑战和前景，以促进实验室到行业的转变。

文章链接：

https://doi.org/10.1002/adfm.202105043

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