李恩，朱艳超，刘洋

(湖北大学材料科学与工程学院， 湖北 武汉430062)

0 引言

自2011年MXene[1-4]被美国Yury Gogotsi等[5]第一次报道以来，其在各个领域都得到了持续的关注，2020年更是达到了新的研究高峰.MXene作为一种新型的二维材料，拥有类石墨烯结构，由三元层状金属材料MAX刻蚀得到——从MAX材料中刻蚀掉键能较低、反应活性较高的A层，获得与石墨烯(Graphene)相似的性能，所以用MXene命名.其化学表达式为Mn+1XnTX，M是前过渡金属元素(如Sc、Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo等)；X代表碳或者氮元素，n=1,2，3；Tx为表面官能团(—OH、—F和—O).目前已有20多种MXene被报道，包括Ti3C2Tx、Ti2C、Ti3CNx、TiVbC、Ta4C3[6]、Nb2C,V2C[7]和Nb4C3[8]等.

MXene因其独特的结构而拥有良好的物理化学性质，包括高导电性、高比表面积、活性位点多和多种多样的化学组成，而其独特的形貌、结构和性能使MXene在储能[9-10]、电池[11]、催化[12]和超级电容器[13]等领域均有了深入研究的潜力.目前由刻蚀MAX相得到MXene的方法有：氢氟酸(HF)刻蚀法[5]、氟化锂(LiF)加盐酸(HCl)刻蚀法[13]、氟化氢铵(NH4HF2)刻蚀法[14]、熔融氟盐刻蚀法[15]、氢氧化钠(NaOH)加硫酸(H2SO4)刻蚀法[16]等.MXene由于具有较高的表面活性，迄今为止各种制备方法都让MXene表面均连接了—OH、—O或—F官能团端.MXene中的封端基团(T)具有两个有利取向，从而形成3种不同的结构：(i)T基团位于X原子顶部上方，在两个表面上与相邻的M原子形成三个T-M键；(ii)T位于两侧M3X3的空穴位置上方；(iii)T位于X原子的顶部上方，在其他表面，位于M3X3的空穴位置上方[17].

本文中论述新型二维材料MXene的制备方法及研究现状，介绍其在光催化产氢领域的应用与发展，并且展望MXene材料在光催化产氢领域的应用前景.

1 MXene的制备

MXene可以通过MAX的多种……