摘要

具有层状结构的二维过渡金属碳/氮化物材料(MXene)因其优良的导电性、良好的亲水性以及丰富的表面化学结构得到了大部分研究者的关注。着眼于MXene的先进制备方法及过程展开综述,同时综述了其在电学方面(包括超级电容器,电池材料和电催化)的研究进展。在MXene超级电容器中相较于普通水系电解液,有机电解液或离子电解液往往可以提供更高的输出电压,进而产生更高的能量密度,同时溶剂的化学性质对MXene中分子/离子的排列也有着极大的影响。于MXene基电池材料而言,通过改变MXene薄片组装方式与电极制造方法制备的分层结构可以防止聚集再堆积,而引入阳离子空位的方法也可有效提高其作为电池材料时的性能。此外还论述了几种改善MXene基材料电催化水分解反应性能的策略。旨在综述MXene的制备,结构及其在电学方面的应用与优化,并对未来可研究的方向与可能面临的挑战进行探讨。