Electrocatalytic and Optoelectronic Characteristics of the Two-Dimensional Titanium Nitride Ti4N3Tx MXene

MXenes公司 材料科学 电催化剂 过电位 塔菲尔方程 氧化物 氮化物 表面状态 碳化钛 碳化物 纳米技术 光电子学 图层(电子) 电极 物理化学 电化学 复合材料 冶金 化学 数学 曲面(拓扑) 几何学
作者
Abdoulaye Djire,Hanyu Zhang,Jun Liu,Elisa M. Miller,Nathan R. Neale
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:11 (12): 11812-11823 被引量:126
标识
DOI:10.1021/acsami.9b01150
摘要

A relatively new class of two-dimensional (2D) materials called MXenes have garnered tremendous interest in the field of energy storage and conversion. Thus far nearly all MXenes reported experimentally have been described as metals, with a lone report of a mixed-metal carbide phase exhibiting semiconducting character. Here, we report the optical, electrocatalytic, and electrical properties of the 2D Ti4N3Tx MXene (Tx = basal plane surface terminating groups) and show that this material exhbits both metallic and semiconducting behaviors. We provide complete structural characterization of exfoliated Ti4N3Tx MXene and assign Tx = O and/or OH and find that this material is susceptible to surface oxidation. Optical experiments indicate that the exfoliated Ti4N3Tx MXene forms a hybrid with a thin surface oxide layer resulting in visible light absorbtion at energies greater than ∼2.0 eV and an excitation wavelength-dependent defect-state emission over a broad range centered at ∼2.9 eV. As an electrocatalyst for the hydrogen evolution reaction, the exfoliated Ti4N3Tx shows an overpotential of ∼300 mV at −10 mA cm–2 and a Tafel slope of ∼190 mV dec–1. Finally, we observe semiconducting behavior at temperatures below ∼90 K from temperature-dependent transport measurements under 5 T magnetic field likely resulting from the thin oxide layer. These results unveil the intriguing optical, electrocatalytic, and electrical properties of this 2D Ti4N3Tx MXene that expands the potential of these new 2D materials into electrocatalysis and (opto)electronic applications.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
脑洞疼应助一期一会采纳,获得10
2秒前
楠D发布了新的文献求助10
2秒前
如意若冰完成签到 ,获得积分20
3秒前
幽默孤容应助TPolymer采纳,获得30
3秒前
4秒前
TOM发布了新的文献求助10
5秒前
peeer完成签到,获得积分10
8秒前
田様应助tripleY采纳,获得10
8秒前
机灵的丸子完成签到,获得积分10
8秒前
9秒前
9秒前
9秒前
11秒前
JamesPei应助CheeseD采纳,获得10
12秒前
小学生686发布了新的文献求助10
13秒前
府中园马完成签到,获得积分10
13秒前
王晨完成签到 ,获得积分10
13秒前
领导范儿应助猪猪hero采纳,获得10
13秒前
13秒前
yxyzjm发布了新的文献求助10
14秒前
14秒前
闪68发布了新的文献求助10
14秒前
万能图书馆应助LinaTang采纳,获得10
14秒前
willow完成签到,获得积分10
15秒前
16秒前
bkagyin应助sdadadas采纳,获得30
16秒前
17秒前
府中园马发布了新的文献求助10
17秒前
坦率帅哥完成签到 ,获得积分10
17秒前
英俊的铭应助Austin111327采纳,获得10
18秒前
英吉利25发布了新的文献求助10
18秒前
叔白完成签到,获得积分10
18秒前
19秒前
suxian发布了新的文献求助30
19秒前
无花果应助kkk采纳,获得10
19秒前
研友_VZG7GZ应助咚咚糖采纳,获得10
19秒前
Obb发布了新的文献求助20
19秒前
大力的又菡完成签到,获得积分10
20秒前
Orange应助府中园马采纳,获得10
20秒前
tang发布了新的文献求助10
20秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Navigating Normative Orders. Interdisciplinary Perspectives 800
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
CLSI VET01S-2024 Performance Standards for Antimicrobial Disk and Dilution Susceptibility Tests for Bacteria Isolated From Animals (7th Ed) 500
A Case Study on Hotels as Noncongregate Emergency Living Accommodations for Returning Citizens 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7757784
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9304178
关于积分的说明 20278620
捐赠科研通 7341583
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3312062
关于科研通互助平台的介绍 2462735
邀请新用户注册赠送积分活动 2325860