摘要:MXene材料由于其优异的导电性、丰富的表面化学基团、良好的亲水性和高度可调的微观形貌,在储能、传感器、生物医学和电磁干扰屏蔽等邻域具有巨大的应用潜力。然而,在传统的MXene薄膜中,由于MXene纳米片的自堆积效应,导致了比表面积急剧下降,功能材料负载能力低,以及离子传输受阻等问题。为此,构建具有高比表面积和丰富孔隙结构的多孔MXene材料成为近年来MXene材料及器件研究的热点之一。本文首先以多孔形成策略为线索,综述了近年来多孔MXene制备工艺的研究进展,这些多孔形成方案不仅有效克服了MXene纳米片的自堆积问题,还可以调节MXene的电导率、介电常数及离子在多孔MXene中的传输性能;然后,根据应用场景的不同,系统综述了多孔MXene在锂/钠离子电池、超级电容器、传感器、生物医学、电磁干扰屏蔽等多个领域中的应用研究进展,并对其中应用策略、孔隙结构和器件结构设计进行了总结。本文旨在通过对多孔MXene材料及应用研究的综述,为推动多孔MXene产业化提供理论和实验依据。
文章目录
1多孔MXene的制备策略
1.1模板牺牲法
1.2交联法
1.3发泡法
1.4插层法
1.5诱导成孔法
2多孔MXene的应用
2.1 储能
2.2压力传感器
2.3电化学传感器
2.4生物医学应用
2.5电磁波屏蔽