一、文章概述

二維碳化鈦(Ti3C2Tx)MXene薄膜具有明確的微觀結(jié)構(gòu)和化學(xué)功能，提供了納米Ti3C2Tx薄片的宏觀應(yīng)用。Ti3C2Tx薄膜具有具有吸引力的物理化學(xué)性能，有利于器件設(shè)計，如高導(dǎo)電率、令人印象深刻的體積電容、強的平面內(nèi)機械強度和高度的靈活性。這篇文章綜述了由納米片的層對層排列所產(chǎn)生的基于ti3c2tx的薄膜的吸引力特點。致力于實現(xiàn)基于ti3c2tx的功能薄膜的理想特性的關(guān)鍵策略，如高和可調(diào)的電導(dǎo)率、優(yōu)異的力學(xué)性能、增強的抗氧化性和保質(zhì)期、親水性/疏水性、可調(diào)節(jié)的孔隙率和方便的加工性。進一步討論了基于ti3c2tx的薄膜應(yīng)用的基本方面和研究進展，重點闡明了其結(jié)構(gòu)特性和結(jié)果性能之間的關(guān)系。最后，提出了ti3c2tx基薄膜在未來的研究、開發(fā)和應(yīng)用方面所面臨的挑戰(zhàn)和機遇。全面了解這些競爭特性和挑戰(zhàn)，將為進一步開發(fā)基于ti3c2tx的功能膜提供指導(dǎo)和靈感，并為MXene技術(shù)的進步做出貢獻。

二、圖文導(dǎo)讀

圖1.材料發(fā)展匯總圖。

上圖中，圖a)從相應(yīng)的母體max相形成MXenes的一般示意圖。圖b)單層ti3c2Tx的分子結(jié)構(gòu)模型。圖c)Ti3C2Tx、Mo2CTx、Ti2CTx、Nb4C3Tx、Nb2CTx、V2CTx、Mo2TiC2Tx和Mo2Ti2C3Tx的電導(dǎo)率比較。圖d)MXenes在不同領(lǐng)域的應(yīng)用。

圖2.各種相關(guān)材料的性能測試圖。

在上圖中，圖a)ti3c2Tx、rGO和其他組合電極的電轉(zhuǎn)移電阻(Rct)。圖b)ti3c2Tx、石墨烯和還原氧化石墨烯薄膜的電導(dǎo)率比較。圖c)由大Ti3AlC2顆粒合成大Ti3C2Tx薄片的過程。圖d)在200°C干燥6h后，葉片涂層的大Ti3C2Tx薄膜隨厚度增加的電導(dǎo)率。圖e)報道的Ti3C2Tx基薄膜材料的強度和電導(dǎo)率(通常為Ti3C2Tx>的強度和90%)。

圖3.Ti3c2Tx薄膜的機械柔韌性測試圖。

圖4.多孔材料的結(jié)構(gòu)特性圖。

a)多孔ti3c2Tx的掃描電鏡圖像。b)由氮氣吸附和汞入侵孔隙度測定結(jié)果得出的孔隙大小分布。c)ti3c2Tx薄片化學(xué)蝕刻形成多孔結(jié)構(gòu)的示意圖。d)室溫下在0.2m硫酸銅溶液中化學(xué)蝕刻Ti3c2Tx薄片的透射電鏡(TEM)圖像。e)不同樣品的孔徑分布。

圖5.碳化鈦(MXene)基薄膜的應(yīng)用。

三、全文總結(jié)

近年來，基于ti3c2tx的薄膜的獨特性能在理論和實驗研究中快速發(fā)展。這篇文章綜述了ti3c2tx基薄膜的競爭特性、基本性能和工程策略，有望有助于其進一步發(fā)展的方向。此外，還回顧了ti3c2tx基材料用于電化學(xué)鋰/鈉離子存儲、（微）超級電容器、透明導(dǎo)電電極、水凈化、EMI屏蔽等應(yīng)用方面的應(yīng)用進展。通過控制蝕刻條件、精細的結(jié)構(gòu)設(shè)計、摻雜和表面改性，這些應(yīng)用都得到了改進。然而，ti3c2tx基薄膜在制造能力和器件性能方面，學(xué)術(shù)研究和實際應(yīng)用之間仍存在明顯的差距。為了縮小這些關(guān)鍵的差距，作者還在這里分析了制造基于ti3c2tx的功能薄膜的關(guān)鍵挑戰(zhàn)和前景，以促進實驗室到行業(yè)的轉(zhuǎn)變。

文章鏈接：

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

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