mxene的制备及其表面改性的研究开题报告

 2021-08-14 06:08

1. 研究目的与意义(文献综述包含参考文献)

mxene的制备及其表面改性的研究

1.引言

二维晶体是指只有单个或几个原子厚度的二维材料, 这种材料因为其绝对的二维结构而具备了奇异的特性与功能。二维晶体材料可分为石墨烯基材料和类石墨烯材料两大类。石墨烯基材料是指包括石墨烯在内的官能团化的石墨烯材料[1,2],例如氟化石墨烯、氧化石墨烯。石墨烯是一种由碳原子以sp2 杂化轨道组成的具有二维蜂窝状晶体结构的单原子层晶体,具有优异的力学、电子、热及磁学性能[3-5]。类石墨烯材料则是指具有石墨烯结构,包含其他元素的二维原子晶体或化合物,例如单原子层的六方 bn、 mos2 、ws2[6,7]。大部分的二维晶体材料是通过化学刻蚀或机械剥离等方法剥离层间结合力较弱(范德华力)的三维层状前驱物得到的,而剥离层间结合力较强的三维层状化合物似乎是不可能的。但是,2011年 naguib 和 barsoum 等[8]利用氢氟酸(hf)选择性刻蚀掉三维层状化合物 ti3alc2中的al 原子层得到具有类石墨烯结构的二维原子晶体化合物 ti3c2;之后他们采用同样的方法刻蚀若干与ti3alc2具有类似结构的陶瓷材料 max相成功的制备出了相应的二维过渡金属碳化物或碳氮化物[9]。这种具有类石墨烯结构的新型过渡金属碳化物二维晶体被命名为 mxene。其化学式为 mn 1x n ,n =1、 2、 3, m 为早期过渡金属元素, x 为碳或氮元素[10]

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2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

1、研究目的

本研究在于通过详细了解MXene各方面的性质,以制备出MXene。

2、研究内容

(1)了解MXene的各种性质;

(2)熟悉MXene制备的各种方法;

(3)掌握制备出MXene的详细步骤。

3、研究手段(途径)

(1) 采用高温制备或者便于在实验室操作的水热法制备出前驱体。

(2) 或者采用插层法直接在三维层状材料中插入有机分子,然后通过原位聚合把三维层状粒子涨开,从而剥离出二维材料。

(3) 并混合分散在聚合物溶液中,最后通过稀释掉聚合物得到纳米片 膜。
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