综述：解锁MXenes在电催化中的潜力：从基础到应用的综述

这篇综述系统阐述了二维材料MXenes在电催化领域的突破性进展，重点分析了其高比表面积、优异导电性、亲水性及电子相互作用（HER/OER/ORR等）特性，为设计高性能非贵金属电催化剂（如CO2 RR、NRR）提供了理论框架，并展望了其在清洁能源转换与存储中的产业化挑战。

　　

Abstract
电催化驱动可再生能源技术是实现可持续能源转换与存储的核心路径。MXenes作为新型二维层状材料，凭借高比表面积、优异导电性、亲水性及强电子相互作用，在HER、OER、ORR等反应中展现出替代贵金属催化剂的潜力。

Introduction
全球能源危机与化石燃料依赖催生了以电催化为核心的清洁能源技术需求。MXenes自2011年Ti₃
C₂
T_x
首次制备以来，其可调控的电子结构和表面官能团（─O/─OH/─F）为设计高活性催化剂提供了新思路，但规模化应用仍面临合成成本与稳定性挑战。

Composition of MXenes
MXenes化学通式为M_n+1
X_n
T_x
（M=Ti/V/Zr等过渡金属，X=C/N），通过蚀刻MAX相前驱体的A层获得。表面官能团可调节电子态密度，例如─O基团能优化H*吸附自由能，显著提升HER活性。

MXenes for electrocatalysis

• HER/OER：Ti₃
  C₂
  T_x
  中─OH基团可降低水分解能垒，过电位较商业Pt/C降低23%。
• NRR/CO₂
  RR：Nb₂
  CT_x
  的缺电子特性促进N₂
  活化，氨产率达28.9 μg·h^-1
  ·mg_cat
  ^-1
  。
• EAOP：MXenes复合电极能高效降解有机污染物，归因于·OH自由基的持续生成。

Conclusions and outlooks
当前MXenes研究需突破大规模制备工艺、酸性环境稳定性及理论模拟深度三大瓶颈。未来可通过机器学习辅助设计M-X键合构型，推动其在燃料电池与碳循环技术的实际应用。

CRediT authorship contribution statement
该工作由国家自然科学基金（22479079）等资助，作者团队来自国内高校，声明无利益冲突。