【摘要】 至少有三种类型的MXE，包括M2X、M3X2和M4X3。交替放置过渡金属M层（Ti、V、Nb、Mo等）和X（C或N）层。T（O、F、Cl等）带至最外层M层。

MXenes是一种由Mn+1XnTx组成的重叠二维材料。至少有三种类型的MXE，包括M2X、M3X2和M4X3。交替放置过渡金属M层（Ti、V、Nb、Mo等）和X（C或N）层。T（O、F、Cl等）带至最外层M层。三种类型的MXenes分别具有不同的元素组成（图一）。简单成分仅含有单一M元素，如Ti2C和Ti3N2。两种形式的MXENE包含更多不同的元素。对于一种形式，固溶体有两种不同的M元素随机排列。对于另一种形式，一个M元素被另一个M元素夹在中间，组成有序相。Ti3C2Tx作为第一种MXene，于2011年通过氢氟酸蚀刻生产。最近，还开发了电化学或Lewis酸性熔融盐无氟合成MXenes的方法。这些先进的方法减少了污染，提高了应用潜力。高导电性和其他独特特性使MXenes广泛应用于电池、传感器、生物医学领域。

 

图一 MXenes的不同结构和组成。

 

在第一批MXenes的制备过程中，利用拉曼光谱表征了氢氟酸处理后Ti3AlC2的结构变化。如图二（a）所示，峰值I、II和III消失，IV、V和VI合并为较弱的峰值。类似地，ω3和ω9峰与Ti和N原子的振动有关，而Ti和N原子的振动又与Al原子的微小振动相耦合。ω6峰值（平面内E2g模式）主要来自铝原子的振动（图二（b））。当腐蚀Ti4AlN3中的Al时，Al原子被O、OH或F原子取代。随着表面无序度和层间距的增加，拉曼特征峰变宽，强度下降。因此，拉曼光谱可被视为成功制造MXenes的标准。

 

图二 氟化氢处理前后Ti3AlC2和Ti4AlN3（b）的拉曼光谱。

 

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