自2011年首次发明Ti3C2Tx (MXene)以来，过渡金属碳化物、氮化物和碳氮化物(统称MXenes)家族一直是一个蓬勃发展的领域。MXene是一种新型的纳米二维片材，具有比表面积大、导电性好、机械强度高等优点，在各个领域显示出巨大的应用潜力。电催化被认为是未来清洁能源转化技术的核心，基于MXene的材料为高活性，高选择性和长负载寿命的电催化剂的设计和制备提供了灵感。
有鉴于此，中国计量大学马廷丽、大连理工大学刘安敏和任雪峰等人，综述了MXene材料在电催化中的应用，包括析氢反应、氮还原反应、析氧反应、氧还原反应、二氧化碳还原反应和甲醇氧化反应。作为有关实验的关键环节，还讨论了当前更安全，更环保的MXene制备方法。以材料设计和增强方法为重点，着重介绍了MXene基材料作为下一代平台在基础研究和实际电催化应用中的主要挑战和机遇。
本文要点
1）根据电催化的不同反应，阐明实际的催化过程，催化活性位点的主要作用以及潜在的催化机理非常重要。同时，用于电催化的MXene的未来发展主要集中在以下几个方面：（I）表面性质的调节，例如通过晶体表面调节，形态和尺寸调节，缺陷调节等策略设计催化剂；（II）MXene多金属。多金属MXene的协同效应和几何效应将直接产生取向的电子分布和更多的活性位点，从而增强电催化性能。 （三）复合材料的共催化作用。MXenes是复合材料的优异导电增强剂，显示出强大的界面耦合和快速的电荷转移动力学，可有效增强复合材料的电化学性能。所有这些改性方法都可用于增强催化剂的催化性能，而MXene系列的扩展可能会在未来带来新的机会。
2）尽管在用于电催化的MXene中取得了令人激动的进步，但仍然存在一些挑战：（I）MXenes材料存在稳定性差的问题。它不能在常温常压的环境下制备，并且很容易在空气中被氧化。因此，迫切需要解决MXenes材料的稳定性。（二）普通酸蚀法具有较高的风险和毒性。因此，寻找一种安全，绿色，高效，廉价的制备方法来获得层数可控，质量优良，多孔单片形状的大规模MXene材料是重要的研究方向。目前，已经提出了许多更安全，更环保的制备MXene的方法，并且有望完全解决这一难题。
3）总而言之，自MXene于2011年首次推出以来，研究人员投入了巨大而持续的努力来探索MXene的多功能性和潜力。尤其是近年来，基于MXene的电催化技术已经取得了许多创新和有意义的进展。但是，当前的研究仍处于起步阶段。鉴定基于MXene的催化剂中的催化性质和阐明催化机理仍然具有挑战性。此外，除Ti3C2Tx以外的MXene尚未得到广泛的研究，值得在以后进行进一步的讨论。
总之，该工作有助于促进MXenes及其相关材料在电催化应用方面的发展。
参考文献：
Anmin Liu et al. Recent Progress in MXene‐Based Materials: Potential High‐Performance Electrocatalysts. Advanced Functional Materials, 2020.
DOI: 10.1002/adfm.202003437
https://doi.org/10.1002/adfm.202003437
