当前位置：
X-MOL 学术
›
Adv. Eng. Mater.
›
论文详情
Our official English website, www.x-mol.net, welcomes your
feedback! (Note: you will need to create a separate account there.)
Scalable Synthesis of Ti3C2Tx MXene
Advanced Engineering Materials ( IF 3.4 ) Pub Date : 2020-02-03 , DOI: 10.1002/adem.201901241 Christopher E. Shuck 1 , Asia Sarycheva 1 , Mark Anayee 1 , Ariana Levitt 1 , Yuanzhe Zhu 1 , Simge Uzun 1 , Vitaliy Balitskiy 2 , Veronika Zahorodna 2 , Oleksiy Gogotsi 2 , Yury Gogotsi 1
Advanced Engineering Materials ( IF 3.4 ) Pub Date : 2020-02-03 , DOI: 10.1002/adem.201901241 Christopher E. Shuck 1 , Asia Sarycheva 1 , Mark Anayee 1 , Ariana Levitt 1 , Yuanzhe Zhu 1 , Simge Uzun 1 , Vitaliy Balitskiy 2 , Veronika Zahorodna 2 , Oleksiy Gogotsi 2 , Yury Gogotsi 1
Affiliation
|
Scaling the production of synthetic 2D materials to industrial quantities has faced significant challenges due to synthesis bottlenecks whereby few have been produced in large volumes. These challenges typically stem from bottom‐up approaches limiting the production to the substrate size or precursor availability for chemical synthesis and/or exfoliation. In contrast, MXenes, a large class of 2D transition metal carbides and/or nitrides, are produced via a top‐down synthesis approach. The selective wet etching process does not have similar synthesis constraints as some other 2D materials. The reaction occurs in the whole volume; therefore, the process can be readily scaled with reactor volume. Herein, the synthesis of 2D titanium carbide MXene (Ti3C2Tx) is studied in two batch sizes, 1 and 50 g, to determine if large‐volume synthesis affects the resultant structure or composition of MXene flakes. Characterization of the morphology and properties of the produced MXene using scanning electron microscopy, X‐ray diffraction, dynamic light scattering, Raman spectroscopy, X‐ray photoelectron spectroscopy, UV–visible spectroscopy, and conductivity measurements show that the materials produced in both batch sizes are essentially identical. This illustrates that MXenes experience no change in structure or properties when scaling synthesis, making them viable for further scale‐up and commercialization.
中文翻译：
Ti3C2Tx MXene的可扩展合成
由于合成瓶颈，因此几乎没有大批量生产，因此将合成2D材料的生产规模扩展到工业规模已面临重大挑战。这些挑战通常源于自下而上的方法，将生产限于化学合成和/或剥离的基材尺寸或前体可用性。相比之下，MXenes是通过自上而下的合成方法生产的一大类2D过渡金属碳化物和/或氮化物。选择性湿法蚀刻工艺没有与其他2D材料类似的合成约束。反应发生在整个体积中。因此，该方法可以容易地随反应器体积而定标。在此，合成了2D碳化钛MXene（Ti 3 C 2 T x）以1和50 g的两种批次大小进行研究，以确定大批量合成是否会影响MXene薄片的最终结构或组成。使用扫描电子显微镜，X射线衍射，动态光散射，拉曼光谱，X射线光电子能谱，紫外可见光谱和电导率测量来表征所制得的MXene的形态和性能基本相同。这说明MXene在按比例缩放合成时不会发生结构或性质的变化，使其可用于进一步按比例放大和商业化。
更新日期：2020-02-03
中文翻译：
Ti3C2Tx MXene的可扩展合成
由于合成瓶颈，因此几乎没有大批量生产，因此将合成2D材料的生产规模扩展到工业规模已面临重大挑战。这些挑战通常源于自下而上的方法，将生产限于化学合成和/或剥离的基材尺寸或前体可用性。相比之下，MXenes是通过自上而下的合成方法生产的一大类2D过渡金属碳化物和/或氮化物。选择性湿法蚀刻工艺没有与其他2D材料类似的合成约束。反应发生在整个体积中。因此，该方法可以容易地随反应器体积而定标。在此，合成了2D碳化钛MXene（Ti 3 C 2 T x）以1和50 g的两种批次大小进行研究，以确定大批量合成是否会影响MXene薄片的最终结构或组成。使用扫描电子显微镜，X射线衍射，动态光散射，拉曼光谱，X射线光电子能谱，紫外可见光谱和电导率测量来表征所制得的MXene的形态和性能基本相同。这说明MXene在按比例缩放合成时不会发生结构或性质的变化，使其可用于进一步按比例放大和商业化。
京公网安备 11010802027423号