بهبود پارامترهای سنتز نانو ذره دو بعدی مکسین ti3c2tx با استفاده از تلفیق آسیاب مکانیکی و شیمیایی

در این پژوهش، ماده با ساختار فاز مکسین به نام ti3c2tx از پیش ماده ti3alc2، با استفاده از اسید هیدروفلوئوریک (hf) 40% تولید شد. فاز مکس با ترکیب ti3alc2 از روش مکانیکی و سپس قرارگیری در کوره با دمای بالا سنتز شد. به این منظور از مواداولیه تیتانیوم کاربید (tic)، تیتانیوم (ti) و آلومینیوم (al) با نسبت اتمی 1:1:2 به دلیل ظرفیت حرارتی کم جهت افزایش خلوص ti3alc2 استفاده شد. پارامتر ساعات متفاوت مرحله ی آسیاب کاری مورد بررسی قرار گرفت. به منظور بررسی تاثیر مدت زمان آسیاب سیاره ای گلوله ای بر سنتز ماده ti3alc2 و سپس سنتز مکسین ti3c2tx از تست های میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (fesem)، طیف سنجی رامان و پراش پرتوی ایکس (xrd) استفاده شد. نتایج نشان داد که تغییر زمان آسیاب، تاثیر بسزایی بر کیفیت سنتز نمونه ی مکس ti3alc2 دارد و با افزایش این مدت زمان تا 9 ساعت اندازه ذره ها به کمتر از 38 میکرومتر رسیده و در طیف پراش پرتو ایکس تمامی قله های نمونه، مطابق الگوی استاندارد آن تشکیل شد و قله ی (002) که در این سنتز بسیار حائز اهمیت است و در زاویه (𝜃2) 9.14 درجه قرار دارد، در طیف دیده شد که نمایانگر سنتز بهینه نمونه ti3alc2 است و همچنین نتایج تستهای ساختاری و ریخت شناسی گویای آن است که مکسین ti3c2tx نیز به صورت کامل لایه ای تولید شده است و در اثر اچینگ فاصله ی بین لایه ای از 0.968 به 1.019 نانومتر افزایش یافت. می توان ادعا کرد که با توجه به تغییر 9.14=𝜃2 برای فاز ti3alc2  به 8.67=𝜃2 برای فاز ti3c2tx، مکسین با خلوص خوبی سنتز شده است.

improvement of synthesis parameters of two-dimensional mxene ti3c2tx nanoparticles using combined mechanical and chemical mill

in this paper, ti3c2tx (mxene) was produced using 40% hydrofluoric acid (hf) from a precursor of ti3alc2. the ti3alc2 max phase was synthesized by the mechanical method and then placed in a high-temperature furnace. to this aim, titanium carbide (tic), titanium (ti) and aluminum (al) with atomic ratio of 2:1:1 were used due to the low heat capacity to increase the purity of ti3alc2. the parameter of different hours of ball milling was studied. to investigate the effect of different milling time on ti3alc2, and synthesis of ti3c2tx, field emission scanning electron microscopy (fesem), x-ray diffraction (xrd), raman spectroscopy, were used. the results showed that changing the milling time significantly affected the synthesis quality of the ti3alc2 sample. after 9 h milling, the particle size was < 38 μm and in the x-ray diffraction spectrum, all the peaks of the sample were formed according to its standard pattern, and the peak (002) is located at 2𝜃 = 9.14 degrees, which is the main peak indicates the best quality of ti3alc2. also, the structural and morphological analysis results showed that ti3c2tx mxene was produced in an entirely layered structure, and due to etching, the interlayer distance increased from 0.968nm to 1.019nm. it can be expressed that due to the change of 2𝜃 = 9.14 for the ti3alc2 to 2𝜃 = 8.67 for the ti3c2tx mxene was synthesized with good quality.