Abstract
Advanced water treatment technologies are needed to address global freshwater scarcity. MXenes, a new class of 2D transition metal carbides and nitrides, show great promise for water purification. They excel in adsorption, membrane filtration, sensing, photocatalysis, and thermal desalination due to their high surface area, tunable functional groups, and conductivity. MXene-based membranes improve water permeability, selectivity, and fouling resistance, making them promising ultrafiltration, nanofiltration, and reverse osmosis candidates. MXenes' superior conductivity and surface reactivity make them popular for electrochemical sensing of environmental contaminants. Their photocatalytic degradation and thermal desalination demonstrate their environmental remediation versatility. Research is optimizing MXene-based materials for large-scale water treatment, despite synthesis complexity and stability issues. MXenes have made significant progress in water purification, as this editorial shows.
Keywords
2D materials
Adsorption
membrane.
MXene
Water treatment
Abstract
تُعدّ التقنيات المتقدمة لمعالجة المياه ضرورية لمواجهة ندرة المياه العذبة على مستوى العالم. وتُظهر المواد من نوع MXenes، وهي فئة جديدة من كربيدات ونتريدات الفلزات الانتقالية ثنائية الأبعاد، وعدًا كبيرًا في تنقية المياه. فهي تمتاز بكفاءتها في عمليات الامتزاز، والترشيح الغشائي، والاستشعار، والتحفيز الضوئي، والتحلية الحرارية، وذلك بفضل مساحتها السطحية العالية، والمجموعات الوظيفية القابلة للتعديل، والتوصيلية الممتازة.
تُحسّن الأغشية المصنّعة من MXenes نفاذية المياه وانتقائيتها ومقاومتها للتلوث، مما يجعلها مرشحة واعدة لتطبيقات الترشيح الفائق، والترشيح النانوي، والتناضح العكسي. كما أن التوصيلية الفائقة والتفاعلية السطحية لـ MXenes تجعلها شائعة الاستخدام في أجهزة الاستشعار الكهروكيميائية للكشف عن الملوثات البيئية.
وتُظهر قدراتها في التحفيز الضوئي والتحلية الحرارية مدى تنوعها في مجالات المعالجة البيئية. ويجري حاليًا العمل على تحسين المواد المعتمدة على MXenes لاستخدامها على نطاق واسع في معالجة المياه، رغم التحديات المتعلقة بتعقيد طرق التحضير ومشكلات الاستقرار. وقد حققت MXenes تقدمًا ملحوظًا في مجال تنقية المياه، كما يُبيّن هذا المقال الافتتاحي
تُحسّن الأغشية المصنّعة من MXenes نفاذية المياه وانتقائيتها ومقاومتها للتلوث، مما يجعلها مرشحة واعدة لتطبيقات الترشيح الفائق، والترشيح النانوي، والتناضح العكسي. كما أن التوصيلية الفائقة والتفاعلية السطحية لـ MXenes تجعلها شائعة الاستخدام في أجهزة الاستشعار الكهروكيميائية للكشف عن الملوثات البيئية.
وتُظهر قدراتها في التحفيز الضوئي والتحلية الحرارية مدى تنوعها في مجالات المعالجة البيئية. ويجري حاليًا العمل على تحسين المواد المعتمدة على MXenes لاستخدامها على نطاق واسع في معالجة المياه، رغم التحديات المتعلقة بتعقيد طرق التحضير ومشكلات الاستقرار. وقد حققت MXenes تقدمًا ملحوظًا في مجال تنقية المياه، كما يُبيّن هذا المقال الافتتاحي