背景
本文研究了二维Ti3C2 MXENE作为光催化制氢催化剂的应用。 MXenes是一类过渡金属碳化物和氮化物，具有增强光催化反应的特殊性能。 本研究研究了Ti3C2 MXENE作为光催化体系助催化剂的性能，旨在提高电荷分离，抑制复合，促进光照射水中的高效析氢。 研究了Ti3C2 MXENE的合成方法、催化剂负载策略和整体光催化机理，揭示了Ti3C2 MXENE作为一种有前途的可持续制氢材料的潜力。 在2D MXENES取得重大进展的背景下，各种综述描述了MXenes的不同合成方法及其应用。 与其他MXenes相比，TI3C2 MXENE具有多种优势和优势，有助于其在各个领域的独特性和适用性。 其优异的导电性、表面官能团、亲水性、可调带隙、稳定性、活性位点、相容性、催化多样性、易于合成以及已建立的研究基础使其成为推进各种光催化工艺和其他可持续技术的首选 Mxene。 与MXENE家族的其他成员相比，Ti-MXENE是研究领域的佼佼者。近 70% 的 MXENES 相关研究是 Ti3C2 MXenes，其余 30% 由 MO、NB、V、CR、W、ZR、HF、TA、SC 和 MXENES 组成。 从理论和实验结果来看，Ti3C2的导电性优于其他MXenes。 同时指出，与其他MXENE相比，Ti3C2 MXENE具有较高的稳定性。 由于Mxenes的特性和大量活性位点的可用性，它有望用作光催化剂。 但是，由于MXEnees不是半导体，因此不能直接用作光催化剂。 因此，不同成分的MXENES复合材料可以有效地应用于不同的领域。 本文讨论了MXENES作为光催化析氢催化剂（HERS）的应用、MXENES衍生光催化剂的各种合成方法、该系统面临的挑战以及该领域的未来前景。
全文指南
图1在光存在下使用光催化剂表示整个水分解反应中的各个步骤。
图2M2X、M3X2 和 M4X3 的结构及其不同的组成。
图3（a） 每年在2D MXenes上发表的文章（数据来自Scopus索引期刊）。 （b）MXENE的一般制备方法。
图4通过HF酸蚀从MAX相合成MXENE。
图5用于MXENE合成的改进蚀刻方法。
图6用于合成MXENE的无氟蚀刻方法。
图7MXENE的水热制备。
图8MXene是使用LIF HCL蚀刻技术合成的。
图9蚀刻Ti3Alc2生产Ti3C2的过程。
图10（A）具有表面官能团的Ti3C的MXENE片的图像。 （b）表面官能团和Ti3C2TX的缓慢氧化。
图11（A） CDS Ti3C2催化剂的光催化HER机理. （b） 使用 CD05zn0.5S Ti3C2复合材料在海水和纯水中的HER率.
图12（a） 光催化 HER 活性和 （b） 不同 Ti3C2 TiO2 Cuins2 的 HER 速率。 （c） 使用Ti3C2 TiO2 1 T-MOS2复合材料在丙酮水溶液中使用不同催化剂的光催化H2生产和（d）光催化H2生产速率超过8小时。
图13（A）使用MOS2、TiO2、Ti3C2的HER机理。 （B） 利用Ti3C2 ZnIn2S4 TiO2在阳光下的HER机理。
图14（A） Ti3C2 PT G-C3N4 和 （B） ZNS-CDS 样品的光催化 H2 生产活性。
图15Cuy tio2@ti3c2tx复合材料的制备图示。
图16（a）三元光催化剂Cuy tio2@ti3c2tx在H2生产中的应用和（b）催化剂在水裂解反应中的可重复使用性。
图17使用 G-C3N4 Ti3C2 复合材料进行光催化 H2 生产的示意图。
图18（a，b）ti3c2@tio2@mos2复合材料光催化析氢机理示意图。
图19MXENE作为光催化剂的机理示意图。
图202D MXENE作为官能团提供体、底物、光催化电子受体和助催化剂的行为。
图21（A） 利用0D TiO2 Ti3C2进行光催化HER的合理机理. （b） 基于一维TiO2 Ti3C2的光催化制氢机理.
图22采用2D 2D-Ti3C2 G-C3N4的光催化制氢机理。
总结
MXEnes因其表面形态和电子特性而引起了研究人员的好奇心。 先前的研究表明，MXENE材料处于开发的早期阶段，需要进一步研究。 此外，还介绍了二维Ti3C2 MXene材料及其复合材料、各种合成策略以及这些MXene材料的应用。 还讨论了MXENE光催化HER最重要的应用之一。 为了表现出最佳的催化活性，氧终止于MXENE表面。 此外，通过引入TiO2、ZNO和MOS2等光敏材料，提高了光催化性能。 复合材料中MXENES的存在改善了光吸收，增强了电荷分离，并增加了活性位点的数量。 虽然这些材料有许多优点，但某些缺点限制了它们的实用性。 主要障碍是它们从相应的最大相阶段制备，剥离后难以保持稳定性。 研究人员正在寻找新的剥离方法来合成 mxenes，这是很有前途的。 除了传统的AL Max阶段，还需要探索MAX家族的更多新成员。
总之，MXENES为光催化提供了多种机会。 结合光催化HER的应用，讨论了MXenes的电子性质和表面官能团。 本文全面介绍了MXEnes及其在光催化HER中的性质。 除了光催化外，MXEnes在许多其他应用中也很有前途，例如太阳能转换，电池和超级电容器。 未来，MXENES及其在光催化、能源、环境等领域的应用前景广阔。