本科生科研项目丨界面结构揭秘：多技术联手解析MXene奥秘
二维材料Frontier北科纳米（http://www.nanomxenes.com）紧跟最新前沿，跟踪应用于电池、催化、传感器、生物医学等领域的Mxenes材料，MOFs、COFs、TMDCs、石墨烯、钙钛矿材料等前沿的最新动态。为您提供二维纳米材料的合成定制解决方案。221篇原创内容公众号
项目背景
二维(2D)过渡金属碳化物和氮化物(MXenes)将二维无机晶体的电子和机械性能与化学修饰表面相结合，为界面的基础和应用研究提供了理想的平台。无机小配体对MXene的功能化已经取得了很好的进展，但各种有机基团与MXene表面的共价键的研究相对较少。本文合成了一类杂化MXenes (h-MXenes)，通过卤素端接MXenes与去质子化有机胺反应，在有机和无机部分之间形成胺和亚胺键。由此产生的杂化结构将有机分子的可定制性与电子连通性和无机二维材料的其他特性结合起来。描述h-MXene的结构需要整合配位化学、自组装单层和表面科学的概念。h-MXenes的光学性质揭示了有机和无机组分之间的相干耦合，h-MXenes还具有优异的抗水解稳定性。
这项课题将展示有机功能化对二维材料性能优化的重要作用,也为设计多功能MXene材料提供了新的思路。
项目介绍
一种把有机分子连接到二维MXene材料表面的新方法。MXene是一类层状的金属碳化物或氮化物,具有很好的导电性和机械性质。但是MXene的表面原子很活泼,容易和水发生化学反应,影响它的稳定性。
课题将使用一种叫做烷基胺的有机分子,通过一些化学反应,让这些有机分子的氮原子和MXene表面的钛原子形成化学键。这样可以在MXene表面连接两种不同的有机基团,一种是酰胺基,一种是亚胺基。
然后用很多先进的实验技术比如固态核磁共振,研究这两种基团与MXene的连接方式。计算结果表明,亚胺基团的连接力非常大,有助于提高MXene的稳定性。另外,烷基链的排列方式很特别,倾斜一个角度插在MXene层间,就像自组装单层膜一样。
修饰了这些有机基团的MXene材料,显示出一些非常有趣的新性质。比如红外光吸收谱出现Fano共振,说明有机部分和无机部分发生了相干耦合。通过设计双有机配体,可以让MXene剥离形成胶体溶液。最重要的是,有机基团明显提高了MXene的抗水解稳定性。
二维材料Frontier北科纳米（http://www.nanomxenes.com）紧跟最新前沿，跟踪应用于电池、催化、传感器、生物医学等领域的Mxenes材料，MOFs、COFs、TMDCs、石墨烯、钙钛矿材料等前沿的最新动态。为您提供二维纳米材料的合成定制解决方案。221篇原创内容公众号项目背景
二维(2D)过渡金属碳化物和氮化物(MXenes)将二维无机晶体的电子和机械性能与化学修饰表面相结合，为界面的基础和应用研究提供了理想的平台。无机小配体对MXene的功能化已经取得了很好的进展，但各种有机基团与MXene表面的共价键的研究相对较少。本文合成了一类杂化MXenes (h-MXenes)，通过卤素端接MXenes与去质子化有机胺反应，在有机和无机部分之间形成胺和亚胺键。由此产生的杂化结构将有机分子的可定制性与电子连通性和无机二维材料的其他特性结合起来。描述h-MXene的结构需要整合配位化学、自组装单层和表面科学的概念。h-MXenes的光学性质揭示了有机和无机组分之间的相干耦合，h-MXenes还具有优异的抗水解稳定性。
这项课题将展示有机功能化对二维材料性能优化的重要作用,也为设计多功能MXene材料提供了新的思路。
项目介绍
一种把有机分子连接到二维MXene材料表面的新方法。MXene是一类层状的金属碳化物或氮化物,具有很好的导电性和机械性质。但是MXene的表面原子很活泼,容易和水发生化学反应,影响它的稳定性。
课题将使用一种叫做烷基胺的有机分子,通过一些化学反应,让这些有机分子的氮原子和MXene表面的钛原子形成化学键。这样可以在MXene表面连接两种不同的有机基团,一种是酰胺基,一种是亚胺基。
然后用很多先进的实验技术比如固态核磁共振,研究这两种基团与MXene的连接方式。计算结果表明,亚胺基团的连接力非常大,有助于提高MXene的稳定性。另外,烷基链的排列方式很特别,倾斜一个角度插在MXene层间,就像自组装单层膜一样。
修饰了这些有机基团的MXene材料,显示出一些非常有趣的新性质。比如红外光吸收谱出现Fano共振,说明有机部分和无机部分发生了相干耦合。通过设计双有机配体,可以让MXene剥离形成胶体溶液。最重要的是,有机基团明显提高了MXene的抗水解稳定性。
