Resumen
Los MXenos son materiales bidimensionales de espesor nanométrico que están constituidos por capas alternadas (3, 5 or 7) de un metal
de transición y átomos de C. Los MXenos fueron descritos por vez primera por Gogotsi en 2011 y hay actualmente descritos en torno a
500 materiales. Además el número de estructuras posibles es mucho mayor e incluye MXenos de elementos de las tierras raras, así como
MXenos con dos, tres o varios metales. El campo de los MXenos se ha desarrollado en base a cálculos teóricos que predicen las
propiedades electrónicas, densidad de estados y la energía de las bandas de valencia y conducción. La síntesis de MXenos ha ido por
detrás de la teoría debido a la difícil exfoliación de las fases MAX precursoras que requieren el uso de disoluciones de HF fuertemente
concentradas para conseguir la eliminación de los iones Al3+, habiendo sido en algunos casos imposible transformar la fase MAX en el
MXeno correspondiente. Mientras que el MXeno más ampliamente estudiado, Ti3C2, es un material conductor metálico, la teoría predice
que debe existir una brecha entre las bandas de valencia y conducción para los MXenos de otros metales de transición con otras
composiciones. Además, estos estudios teóricos indican que la naturaleza de los grupos terminales en la superficie cuando se reemplaza
F- (introducido en la transformación de la fase MAX a la MXeno) por otros grupos debería transformar MXenos conductores en
semiconductores de banda estrecha. MAX4CAT pretende usar MXenos como (foto)catalizadores y soportes en catálisis. La revisión de la
literatura química muestra que hay menos de 15 artículos describiendo el uso de MXenos en (foto)catálisis. Puesto que los metales de
transición son ampliamente utilizados como (foto)catalizadores, MAX4CAT persigue llenar el vacío de conocimiento existente en esta
aplicación de los MXenos. MAX4CAT plantea desarrollar métodos físicos de exfoliación que, por un lado, deberían permitir el control de la
naturaleza de los grupos terminales de la superficie y ser aplicable a un mayor número de fases MAX y, por otro, debería producir
partículas de MXenos en un rango de distribución de tamaños donde operan efectos de confinamiento cuántico. MAX4CAT es un
Proyecto coordinado en el que participan dos equipos de investigadores complementarios que comparten materiales y se centran en la
fotocatálisis (subproyecto 1) o en el uso de MXenos como catalizadores o soportes (subproyecto 2). Los socios han participado ya en dos
proyectos nacionales trianuales consecutivos y cuyos resultados han sido evaluados muy positivamente.
