xmene新型材料的研究进展无机非金属材料工程--大学毕设论文(2)

xxx大学毕业论文（设计）成绩评定单

评阅人评语： 评阅人评分： 评阅人签字： 2016年 5 月25 日 答辩委员会评语： 答辩委员会评语： 答辩成绩： 答辩委员会成员： 答辩委员会（小组）组长签字： 2016年5 月25日 毕业论文（设计）成绩： 评阅人评分： 指导教师评分 ： 答辩成绩： 总成绩： 院长（系主任）签字： 2016年5 月 日 注：评阅人评分满分为100分，指导教师评分满分为100分，答辩成绩满分为100分；总成绩为三者的算术平均值（四舍五入）。

摘要

MXene是一种新型过渡金属碳化物二维晶体，具有和石墨烯类似的结构。化学式为Mn+1Xn，其中n =1、2、3，M为早期过渡金属元素，X为碳或氮元素。这一类材料可以通过氢氟酸解离层状陶瓷材料MAX相获得，具有优异的力学、电子、磁学等性能。

本文首先介绍了二维晶体材料及MAX相特点，MAX相属于六方晶系并且根据其堆积方式不同可划分为不同的类，而后介绍了MXene的相关背景。另外，关于MXene的制备，现在最多的就是通过室温下氢氟酸溶液剥蚀母体MAX相而获得。MXene的结构决定了其特有的插层和分层的结构决定了其在电学、磁学、热电、力学和光学等方面具有独特性能。同时，MXene材料在电极材料、催化领域、储氢领域、复合材料领域及吸附方面有着可观的前景。虽然目前为止对于MXene材料的评论褒贬不一，但是MXene材料的发展扩大了二维材料族系的范围，并会有更大的发展。

本文的研究内容主要包括以下几个方面：第一章，引言部分，主要介绍了二维材料及石墨烯的介绍引出MXene。第二章，Mxene的制备。主要介绍了MXene的发展历程，及其制备经历。从室温下氢氟酸溶液剥蚀母体MAX相出发，介绍了其制备原理。第三章，MXene的结构和性能。这一部分通过对MXene层状及插层结构的的介绍总结了其在电、磁、光、力、热等方面的性能特点。第四章，主要从电极材料、催化领域、储氢领域、复合材料领域及吸附性能等方面介绍了其应用。第五章，对MXene材料的发展方向做出预测。

关键词：Mxene；二维材料晶体；类石墨烯

I

Abstract

MXenes are a new family of two-dimensional transition metal carbides and carbonitridestransition metal carbide/nitride two-dimensional crystal materials，with graphene-like structure.Their chemical formulas are Mn+1Xn，where M is an early tansition metal,X is C and/or N，n = 1，2，3．These materials can be made by exfoliating layered ceramic materials (MAX phases) using hydrofluoric acid．They have good mechanical，electronic，magneticproperties．

This paper summarizes the two-dimensional crystalline material and phase characteristics of MAX, MAX phase belongs to the hexagonal and different ways according to its accumulation can be divided into different classes, and then introduced MXene relevant background.In addition, MXene prepared about the most is by now a hydrofluoric acid solution at room temperature erosion parent MAX phase is obtained.MXene structure determines its unique structure and layered intercalation determine its unique performance in the electrical, magnetic, thermal, mechanical and optical aspects.Meanwhile, MXene materials have considerable prospects electrode materials, catalysis, hydrogen storage areas, and areas of composite materials in terms of absorption. Although so far mixed reviews for MXene material, but the material development MXene expanded the scope of the family of two-dimensional material, and there will be greater development.

The main contents of this paper include the following aspects: The first chapter, the introduction, describes the introduction of two-dimensional material graphene and leads MXene. The second chapter, MXene preparation. MXene introduces the development process of their preparation experience. Hydrofluoric acid solution at room temperature and erosion from the parent MAX phase, introduces the preparation works. The third chapter, MXene structure and properties. This part by MXene intercalated layered structure and presentation summarizes the performance characteristics of the electric, magnetic, optical, power, heat and so on. The fourth chapter, mainly from the electrode materials, catalysis, hydrogen storage areas, composite materials and adsorption performance, it introduces its application. The

II

fifth chapter to predict the direction of the development of MXene materials.

Key words : MXene ; Two-dimensional crystals ; Graphene-like

III

目 录

引言 ............................................................................................................. 1 第1章 MXene的制备 ............................................................................. 3

1.1 MXene制备的研究历程 ..................................................................................... 3 1.2 Mxene的制备 ...................................................................................................... 4

第2章 MXene的结构和性能 ................................................................. 9

2.1 MXene的结构 ..................................................................................................... 9 2.2 插层和分层 ....................................................................................................... 10 2.3 MXene的电学、磁学、热电、力学和光学性能 ........................................... 10

第3章 MXene的应用 ........................................................................... 13

3.1 MXene在电极材料领域的应用 ....................................................................... 13 3.2 MXene在催化领域的应用 ............................................................................... 14 3.3 MXene的吸附性能 ........................................................................................... 14 3.4 MXene 在储氢领域的应用 .............................................................................. 14 3.5 MXene 在复合材料领域的应用 ...................................................................... 15

第4章 结束语......................................................................................... 16 参考文献 ................................................................................................. 16 致 谢 ....................................................................................................... 16

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