Estructura y dinámica del agua confinada en carburo de metal de transición MXenes: Implicaciones para aplicaciones electroquímicas

Los carburo y nitrógeno de metal de transición bidimensional (MXenes) son una familia importante de materiales 2D electroquímicamente activos. Los MXenes combinan alta conductividad con hidrofiliocidad, lo que los convierte en materiales atractivos para muchas aplicaciones, incluyendo almacenamiento de energía electroquímica, sensores, desalinización y otros. Para entender mejor el papel de la estructura en las propiedades de los MXenes, aquí investigamos las propiedades vibracionales y la difusión del agua en MXenes con diferentes grosores de capa y composiciones de metales de transición utilizando dispersión inelástica, casi elástica y de neutrones de pequeño ángulo. Encontramos que todos los MXenes que contienen Mo estudiados aquí exhibieron dinámicas vibracionales y coeficientes de difusión comparables entre sí y con el Ti3C2Tx estudiado anteriormente. Sin embargo, Ti2CTx se distinguió por su difusión más rápida y más grupos hidroxilo en comparación con los otros MXenes estudiados. Estos resultados pueden ayudar a guiar la selección de MXenes apropiados para aplicaciones de almacenamiento de energía y purificación de agua electroquímica.