基于Mxenes的催化新材料制备研究开题报告

1. 研究目的与意义

mxene 是一种新型过渡金属碳化物二维晶体，因其具有与石墨烯类似的结构和丰富的物理化学性质，除了具备传统二维材料的性能外，还兼具良好的导电性、亲水性、透光性、柔韧性以及能量储存性能，在复合材料、润滑剂、环境污染治理、电池、电容器、催化、传感器、抗菌等领域具有潜在的应用价值。

这一类材料可以通过氢氟酸解离层状陶瓷材料 max 相获得。

但至今为止，关于mxenes的制备方法并不成熟，由于制备所需的高浓度的氢氟酸毒性大、腐蚀性极强，更使mxene的催化新材料的制备方法十分有限，而分层mxene在储能、催化等领域相比于多层mxene有较为明显的优势，但是大规模生产分层mxene的技术目前尚未问世。

2. 国内外研究现状分析

近几年来，二维层状材料受到了广泛的关注，最具代表性的是石墨烯。

石墨烯作为一种有代表性的的二维层状材料，在有很高的比表面积的同时，也可以与其他物质进行复合形成性能优良的复合电极材料。

另一种二维层状过渡金属碳( 氮) 化物于近年被发现，与石墨烯有相似性，被称为 mxene。

3. 研究的基本内容与计划

由Ti3AlC2 MAX Phases制备纳米薄片和纳米带状的催化剂材料并研究影响因素以及碳涂层的纳米带材料； 催化材料的分析与表征：通过如元素分析（EDS）、氮气物理吸附（BET）、X射线晶体衍射（XRD）和透射电镜（TEM）等表征技术对催化剂的元素组成、比表面积及孔结构、晶相、形貌和分布等进行表征； 拟研究这些催化剂在染料降解和乙酸降解中的应用。

4. 研究创新点

本项目的特色在于设计新型结构的催化剂以提高催化活性，同时优化反应条件。

在材料选择方面，Ti3AlC2材料性能稳定，与葡萄糖、纤维素和木屑反应能够产生多种可能形成的性状效果，便于探究反应条件优化性能。