MAX-Phasen und MXenes-Synthese

Über 30 stöchiometrische MXene wurden bereits synthetisiert, dazu kommen unzählige weitere MXene in fester Lösung. Jedes MXene verfügt über einzigartige optische, elektronische, physikalische und chemische Eigenschaften, was dazu führt, dass es in nahezu allen Bereichen eingesetzt wird, von der Biomedizin bis zur elektrochemischen Energiespeicherung. Unsere Arbeit konzentriert sich auf die Synthese verschiedener MAX-Phasen und MXene, einschließlich neuer Zusammensetzungen und Strukturen, die alle M-, A- und X-Chemikalien umfassen und alle bekannten MXene-Syntheseansätze verwenden. Im Folgenden sind einige der besonderen Richtungen aufgeführt, die wir verfolgen:

1. Verwendung mehrerer M-Chemikalien
Herstellung von MXenen mit einstellbaren Eigenschaften (M'yM”1-y)n+1XnTx, Stabilisierung von Strukturen, die noch nie zuvor existierten (M5X4Tx) und allgemeine Bestimmung der Auswirkung der Chemie auf MXene-Eigenschaften.

2. Synthese von MXenen aus Nicht-Aluminium-MAX-Phasen
MXene sind eine Klasse von 2D-Materialien, die durch chemisches Ätzen des A-Elements in MAX-Phasen synthetisiert werden. Seit ihrer Entdeckung vor über 10 Jahren ist die Zahl der verschiedenen MXene erheblich gewachsen und umfasst zahlreiche MnXn-1 (n = 1,2,3,4 oder 5), ihre festen Lösungen (geordnet und ungeordnet) und Leerstellen-Feststoffe. Die meisten MXene werden aus Aluminium-MAX-Phasen hergestellt, obwohl es einige Berichte über MXene gibt, die aus anderen A-Elementen (z. B. Si und Ga) hergestellt wurden. Wir möchten die Bibliothek zugänglicher MXene erweitern, indem wir Ätzprotokolle (z. B. gemischte Säure, geschmolzenes Salz usw.) für andere Nicht-Aluminium-MAX-Phasen entwickeln, um die Untersuchung neuer MXene und ihrer Eigenschaften zu erleichtern.

3. Ätzkinetik
Wir versuchen, die Kinetik des Ätzens zu verstehen, wie sich die Ätzchemie auf die MXen-Eigenschaften auswirkt und wie wir dieses Wissen nutzen können, um die Synthese von MXenen zu optimieren.

4. Neue Ansätze zur Delaminierung von MXenen
Wir suchen nach skalierbaren Prozessen, die die Möglichkeit einer Delaminierung von MXenes ermöglichen.