近日，我校材料科學(xué)與工程學(xué)院河南省納米光電磁國(guó)際聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室苗保記課題組在國(guó)際能源類頂刊《Renewable & Sustainable Energy Reviews》（IF=15.9）上發(fā)表了題為“Impact of various 2D MXene surface terminating groups in energy conversion”（DOI: 10.1016/j.rser.2024.114506）的綜述論文。苗保記教授為第一作者，課題組博士后Tariq Bashir和法國(guó)薩克雷大學(xué)白晉波教授為共同通訊作者，河南工業(yè)大學(xué)為論文第一署名和通訊作者單位。

過渡金屬碳化物和氮化物(MXenes)是一類具有優(yōu)異的機(jī)械強(qiáng)度、載流子遷移率等理想特性的二維(2D)材料，可以通過調(diào)節(jié)-O、-OH、-F、-Br、-I、-S、-Se、-Te、-NH₂等表面基團(tuán)的比例來(lái)調(diào)控MXene材料的性能。文章對(duì)2D MXene材料形貌設(shè)計(jì)以及對(duì)能量轉(zhuǎn)換影響的最新研究進(jìn)展進(jìn)行了全面的論述，重點(diǎn)綜述了表面基團(tuán)對(duì)催化活性和產(chǎn)物選擇性的影響。Ti₃C₂Tx MXene材料工程設(shè)計(jì)被廣泛研究，特別是它的層次結(jié)構(gòu)、量子點(diǎn)和單分子層。為了全面理解Ti₃C₂Tx MXenes的基本催化結(jié)構(gòu)以及各種表面基團(tuán)對(duì)能量轉(zhuǎn)換過程的影響，首先，本文進(jìn)行了廣泛的文獻(xiàn)分析，綜述了Ti₃C₂Tx MXenes的催化能力，并對(duì)表面基團(tuán)的形成機(jī)理進(jìn)行了探討。隨后，在控制特定官能團(tuán)存在的情況下，對(duì)各種MXene材料的形貌進(jìn)行了表征，并對(duì)反應(yīng)參數(shù)、合成工藝和光電性能等進(jìn)行了全面分析。最后，對(duì)2D MXenes作為綠色材料在反應(yīng)工程和能源轉(zhuǎn)化應(yīng)用中的未來(lái)前景進(jìn)行了展望。綜上，MXene及其復(fù)合材料在能量存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)換、電磁干擾屏蔽、光電子學(xué)和催化等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。

論文節(jié)選

《Renewable & Sustainable Energy Reviews》是工程領(lǐng)域中科院一區(qū)Top期刊，主要發(fā)表綠色可持續(xù)發(fā)展和能源與燃料領(lǐng)域的綜述和研究型論文。本課題組主要研究MXene及其復(fù)合材料的電磁屏蔽和光催化性能，以及鋰硫電池隔膜In₂S₃/Bi₂S₃@rGO復(fù)合材料和光催化還原CO₂復(fù)合材料，一年來(lái)相關(guān)成果發(fā)表在《Advanced Composites and Hybrid Materials》（一區(qū)，IF=20.1）、《Journal of Alloys and Compounds》和《Journal of Colloid and Interface Science》（一區(qū)，IF=9.9）等學(xué)術(shù)期刊。這些成果促進(jìn)了材料與化工學(xué)科的內(nèi)涵式建設(shè)，助力學(xué)校的“雙一流”創(chuàng)建。