Resumen
Los recientes avances en fotocatalizadores basados en MXene han demostrado su potencial para la producción de hidrógeno y la reducción de CO2, ofreciendo alternativas sostenibles a los catalizadores de metales nobles. Se ha descubierto que el grado de exfoliación del MXene Nb2C mejora significativamente la producción fotocatalítica de hidrógeno. Una muestra de Nb2C con mayor superficie debido a una sonicación prolongada mostró una tasa de evolución de hidrógeno de 10,290 mmol h-1 g-1, superando a muchos catalizadores reportados.
Además, se han explorado los puntos cuánticos de MXene (MxQDs) sintetizados mediante ablación láser sin HF para la evolución del hidrógeno. Este método ecológico evita el uso de productos químicos peligrosos y logra altas eficiencias de rendimiento cuántico. Los MxQDs derivados de Ti3C2 mostraron las tasas más altas de producción de hidrógeno, alcanzando 2,02 mmol g-1 h-1, lo que resalta la importancia del confinamiento cuántico en la modulación de las propiedades del bandgap para la fotocatálisis.
Los puntos de MXene (MDs) sintetizados mediante ablación láser fueron investigados para la hidrogenación de CO2. Estos MDs, especialmente los de Ti3C2, demostraron una fuerte absorción en el UV y una alta eficiencia catalítica en la conversión de CO2 en CO y metano. Los resultados destacan la capacidad de ajuste de la química superficial de los MXenes para optimizar el rendimiento fotocatalítico.
En el último estudio, se descubrió que la ablación láser en fase líquida es una técnica de grabado efectiva para sintetizar nanopartículas de MXene mientras introduce grupos funcionales alcoxi en su superficie. El tamaño de las partículas puede ajustarse mediante la viscosidad del disolvente, permitiendo el control lateral. La introducción de átomos de flúor sin reactivos fluorados concentrados amplía aún más su versatilidad. Sin embargo, las nanopartículas de Ti3C2Tx exhiben inestabilidad oxidativa durante la fotocatálisis, lo que puede mitigarse con donantes sacrificiales como el metanol, mejorando su fotoestabilidad.
En general, la integración de nanoestructuras de MXene en fotocatálisis ofrece vías prometedoras para aplicaciones de energía verde, con una eficiencia que depende en gran medida de modificaciones estructurales como la exfoliación, el confinamiento cuántico y la funcionalización superficial. Estos estudios subrayan el potencial de los MXenes como alternativas eficientes y rentables a los fotocatalizadores tradicionales.
