背景
本文研究了二維Ti3C2 MXENE作為光催化製氫催化劑的應用。 MXenes是一類過渡金屬碳化物和氮化物，具有增強光催化反應的特殊效能。 本研究研究了Ti3C2 MXENE作為光催化體系助催化劑的效能，旨在提高電荷分離，抑制復合，促進光照射水中的高效析氫。 研究了Ti3C2 MXENE的合成方法、催化劑負載策略和整體光催化機理，揭示了Ti3C2 MXENE作為一種有前途的可持續製氫材料的潛力。 在2D MXENES取得重大進展的背景下，各種綜述描述了MXenes的不同合成方法及其應用。 與其他MXenes相比，TI3C2 MXENE具有多種優勢和優勢，有助於其在各個領域的獨特性和適用性。 其優異的導電性、表面官能團、親水性、可調帶隙、穩定性、活性位點、相容性、催化多樣性、易於合成以及已建立的研究基礎使其成為推進各種光催化工藝和其他可持續技術的首選 Mxene。 與MXENE家族的其他成員相比，Ti-MXENE是研究領域的佼佼者。近 70% 的 MXENES 相關研究是 Ti3C2 MXenes，其餘 30% 由 MO、NB、V、CR、W、ZR、HF、TA、SC 和 MXENES 組成。 從理論和實驗結果來看，Ti3C2的導電性優於其他MXenes。 同時指出，與其他MXENE相比，Ti3C2 MXENE具有較高的穩定性。 由於Mxenes的特性和大量活性位點的可用性，它有望用作光催化劑。 但是，由於MXEnees不是半導體，因此不能直接用作光催化劑。 因此，不同成分的MXENES複合材料可以有效地應用於不同的領域。 本文討論了MXENES作為光催化析氫催化劑（HERS）的應用、MXENES衍生光催化劑的各種合成方法、該系統面臨的挑戰以及該領域的未來前景。
全文指南
圖1在光存在下使用光催化劑表示整個水分解反應中的各個步驟。
圖2M2X、M3X2 和 M4X3 的結構及其不同的組成。
圖3（a） 每年在2D MXenes上發表的文章（資料來自Scopus索引期刊）。 （b）MXENE的一般製備方法。
圖4通過HF酸蝕從MAX相合成MXENE。
圖5用於MXENE合成的改進蝕刻方法。
圖6用於合成MXENE的無氟蝕刻方法。
圖7MXENE的水熱製備。
圖8MXene是使用LIF HCL蝕刻技術合成的。
圖9蝕刻Ti3Alc2生產Ti3C2的過程。
圖10（A）具有表面官能團的Ti3C的MXENE片的影象。 （b）表面官能團和Ti3C2TX的緩慢氧化。
圖11（A） CDS Ti3C2催化劑的光催化HER機理. （b） 使用 CD05zn0.5S Ti3C2複合材料在海水和純水中的HER率.
圖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複合材料在丙酮水溶液中使用不同催化劑的光催化H2生產和（d）光催化H2生產速率超過8小時。
圖13（A）使用MOS2、TiO2、Ti3C2的HER機理。 （B） 利用Ti3C2 ZnIn2S4 TiO2在陽光下的HER機理。
圖14（A） Ti3C2 PT G-C3N4 和 （B） ZNS-CDS 樣品的光催化 H2 生產活性。
圖15Cuy tio2@ti3c2tx複合材料的製備圖示。
圖16（a）三元光催化劑Cuy tio2@ti3c2tx在H2生產中的應用和（b）催化劑在水裂解反應中的可重複使用性。
圖17使用 G-C3N4 Ti3C2 複合材料進行光催化 H2 生產的示意圖。
圖18（a，b）ti3c2@tio2@mos2複合材料光催化析氫機理示意圖。
圖19MXENE作為光催化劑的機理示意圖。
圖202D MXENE作為官能團提供體、底物、光催化電子受體和助催化劑的行為。
圖21（A） 利用0D TiO2 Ti3C2進行光催化HER的合理機理. （b） 基於一維TiO2 Ti3C2的光催化製氫機理.
圖22採用2D 2D-Ti3C2 G-C3N4的光催化製氫機理。
總結
MXEnes因其表面形態和電子特性而引起了研究人員的好奇心。 先前的研究表明，MXENE材料處於開發的早期階段，需要進一步研究。 此外，還介紹了二維Ti3C2 MXene材料及其複合材料、各種合成策略以及這些MXene材料的應用。 還討論了MXENE光催化HER最重要的應用之一。 為了表現出最佳的催化活性，氧終止於MXENE表面。 此外，通過引入TiO2、ZNO和MOS2等光敏材料，提高了光催化效能。 複合材料中MXENES的存在改善了光吸收，增強了電荷分離，並增加了活性位點的數量。 雖然這些材料有許多優點，但某些缺點限制了它們的實用性。 主要障礙是它們從相應的最大相階段製備，剝離後難以保持穩定性。 研究人員正在尋找新的剝離方法來合成 mxenes，這是很有前途的。 除了傳統的AL Max階段，還需要探索MAX家族的更多新成員。
總之，MXENES為光催化提供了多種機會。 結合光催化HER的應用，討論了MXenes的電子性質和表面官能團。 本文全面介紹了MXEnes及其在光催化HER中的性質。 除了光催化外，MXEnes在許多其他應用中也很有前途，例如太陽能轉換，電池和超級電容器。 未來，MXENES及其在光催化、能源、環境等領域的應用前景廣闊。