Page 60 - 《精细化工》2021年第12期

第 38 卷第 12 期 精 细 化 工 Vol.38, No.12
2021 年 12 月 FINE CHEMICALS Dec. 2021

综论
MXenes 及其复合材料在环境领域中的应用

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侯建华 1,2,3 ，杨木易 ，孙 昂 ，曹传宝
（1. 扬州大学 环境科学与工程学院，江苏 扬州 225000；2. 扬州大学 广陵学院，江苏 扬州 225009；
3. 江苏省固体有机废物资源利用协同创新中心，江苏 南京 210095；4. 江苏省扬州环境监测中心，江苏
扬州 225000；5. 北京理工大学 材料科学与工程学院，北京 100081）

摘要：MXenes 是一种具有独特层状结构的二维纳米材料，其突出的特性包括机械稳定性、热力学稳定性、高比
表面积、生物相容性、大量官能团、易于功能化、抗菌特性、高导电性、亲水性及特殊的光学性质等。基于这
些特性，MXenes 及其复合材料在环境领域中的应用潜能受到广泛关注。综述了 MXenes 的特性及其复合材料在
环境领域中的应用，重点介绍了 MXenes 及其复合材料在海水脱盐、去除重金属、去除放射性元素、降解有机
污染物领域中的应用。此外，其在解决清洁能源方面也显示出巨大的潜力。最后对 MXenes 及其复合材料未来
发展方向进行了展望。
关键词：MXenes；吸附；除盐；去除重金属；去除放射性元素；有机物降解
中图分类号：X505；TB 333 文献标识码：A 文章编号：1003-5214 (2021) 12-2422-10

Application of MXenes and their composite materials in the field of environment

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HOU Jianhua 1,2,3 , YANG Muyi , SUN Ang , CAO Chuanbao
（1. College of Environmental Science and Engineering, Yangzhou University, Yangzhou 225000, Jiangsu, China; 2. Guangling
College, Yangzhou University, Yangzhou 225009, Jiangsu, China; 3. Jiangsu Collaborative Innovation Center for Solid Organic
Waste Resources Ulilization, Nanjing 210095, Jiangsu, China; 4. Yangzhou Environmental Monitoring Center of Jiangsu
Province, Yangzhou 225000, Jiangsu, China; 5. College of Materials Science and Engineering, Beijing Institute of
Technology, Beijing 100081, China）

Abstract: MXenes are two-dimensional nanomaterials with a unique layered structure, and their prominent
characteristics include mechanical stability, thermodynamic stability, high specific surface area,
biocompatibility, a large number of functional groups, easy functionalization, antibacterial properties, high
conductivity, hydrophilicity and special optical properties and so on. Based on these characteristics, the
application potential of MXenes and their composite materials have a wide concern in the field of
environment. The characteristics of MXenes and the application of their composites in the field of environment
are introduced. The applications of MXenes and their composite materials in seawater desalination, removal
of heavy metals, removal of radioactive elements and degradation of organic pollutants are mainly reviewed.
In addition, MXenes and their composite materials show great potential in addressing clean energy. Finally,
the future development direction of MXenes and their composites is prospected.
Key words: MXenes; adsorption; desalination; removal of heavy metals; removal of radioactive elements;
degradation of organic matter

MXenes 是一种二维纳米材料，自 2011 年被德 目前，已报道了大约 30 种 MXenes 组合物，包
[1]
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雷克塞尔大学的研究人员发现以来 ，就引起了材 括 Ti 3 C 2 T x 、Ti 4 N 3 T x 、Nb 4 C 3 T x 等，这些组合物
料科学界的极大关注，已广泛应用于超级电容器、 主要是通过在 MAX 相的 M 层中掺入两种或多种过
[5]
半导体、储氢、催化剂、燃料电池等领域。 渡金属、由 MAX 相前体合成的 。在已报道的

收稿日期：2021-05-09; 定用日期：2021-08-20; DOI: 10.13550/j.jxhg.20210399
基金项目：国家自然科学基金（51602281）；扬州大学本科专业品牌化建设与提升工程资助项目；扬州大学大学生科创基金
（X20210594）；扬州大学科技创新培育基金（2019CXJ092）；扬州大学“高端人才支持计划”和江苏高校“青蓝工程”资助
作者简介：侯建华（1984—），男，副教授，E-mail：jhhou@yzu.edu.cn。