Page 61 - 《精细化工》2021年第12期

第 12 期 侯建华，等: MXenes 及其复合材料在环境领域中的应用 ·2423·

MXenes 中，钛基 MXenes 如 Ti 2 CT x 和 Ti 3 C 2 T x 由于 料在研究中存在的挑战。
无毒性，被广泛应用于环境修复 [6-8] 。MXenes 具有
独特的层状结构和二维形貌，可以很容易地与其他
材料形成复合材料，并提高其性能 [9-10] 。MXenes 及
其复合材料具有高比表面积、环境友好、生物相容
性好、大量官能团、易于功能化、抗菌性能良好、
高金属导电性和亲水性等特点 [11-13] 。基于这些特性，
MXenes 及其复合材料已用于环境修复，并被认为是
能够应用于超级电容器、半导体、储氢、催化剂、
燃料电池等领域的理想材料，MXenes 还在电磁干扰
屏蔽和海水淡化等领域显示出突出的前景 [14-18] 。
图 1 为 MXenes 的特性及应用，本文将重点聚
焦 MXenes 及其复合材料在环境领域的应用，介绍
MXenes 性质、MXenes 复合材料，总结 MXenes 及
其复合材料在海水脱盐、去除重金属、去除放射性

元素、降解污染物及产生清洁能源方面的应用，具 图 1 MXenes 的特性及应用
体应用如图 2 所示，最后分析 MXenes 及其复合材 Fig. 1 Characteristics and applications of Mxenes

图 2 MXenes 及其复合材料在环境领域的应用
Fig. 2 Application of MXenes and their composite materials in the field of environment

1 MXenes 的基本介绍 体隔离，因此 A 层与其他部位结合较弱，相对地，
其反应活性较强，一般都是通过侵蚀 A 层来获得呈
1.1 MXenes 的结构 六角形紧密结构的 MXenes。X 原子占据 MAX 相的
MXenes 源于三元氮化物和碳化物，简式为 中心位置，与 M 紧密结合，M—X 键兼具共价键、
M n+1 A n X x (n=1~3)，即 MAX 相。MAX 相中，M 为 金属键和离子键特性，结构稳定。根据它们的晶体
过渡金属元素，A 主要为ⅩⅢ、ⅩⅣ族元素，X 通常 结构，MAX 相也可以看作是一种层状材料 [21] 。在
为 C 或 N [19] ，MAX 相由以上 3 个单元组成。如图 3 [20] M—X 结构中，主要有 3 种类型：M 2 X、M 3 X 2 、M 4 X 3 ，
所示，MAX 相具有对称的六边形紧密结构单元，A 不同类型的 M—X 有不同的排列方式 [22] 。例如，在
层在 MAX 相中作为独立的一部分将独立的单层晶 M 2 X 中， M 原子表现 出六方紧 密堆积序 列