MXenes电催化剂在水分解和金属空气电池的研究进展
背景介绍
MXenes是一个新的二维过渡金属碳化物、氮化物和碳氮化物，被认为是下一个有前途的电催化候选材料。与其他二维材料相比，MXenes由于其高电导率(10000 S cm-1)，成分多样性，结构薄，可调谐，表面易于调节，亲水性，受到越来越多的关注。
MXenes来源于它们的MAX前体，有一个Mn+1XnTx的一般通式，M代表过渡金属（Ti, V, Cr, Mo, Nb等），X代表C或N，T表示官能团（-O, -OH 和 -F）。理论上已经预测了大量稳定的MXenes，并且从相应的MAX中已经合成了30多种类型。MXenes组成的可调性有利于电子结构的调控，独特的二维层状结构提供了一个大的比表面积，并最大限度地暴露活性位点。此外，与碳基载体相比，其优良的耐腐蚀性和亲水性扩大了应用范围。官能团极大地促进了MXene纳米片的组装，并与其他材料相互作用，能有效地避免纳米材料的聚集，优化MXenes基杂化体的电子结构。基于上述，MXenes 显示出作为电催化剂和支持能量转换的巨大希望。
该综述介绍了MXenes的合成，重点介绍了MXenes在电催化中的应用进展，包括HER、OER、ORR和双功能活性(HER/OER和OER/ORR)。全面讨论了提高MXenes及其杂化体电催化性能的策略，包括表面官能团控制、缺陷工程、杂原子掺杂、活性材料负载和杂化纳米结构设计。此外，还讨论了MXene在电催化应用中面临的挑战和前景。
原文链接：Research Progress of MXene-based Catalysts for ElectrochemicalWater-splitting and Metal-air Batteries
https://doi.org/10.1016/j.ensm.2021.09.034
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