ACS Nano：熔融盐蚀法制备Ti3C2Tx MXene的剥离和分层

Nanoyu

2021-11-17

MXenes是一种二维金属碳化物或氮化物，由于其独特的性质，包括高导电性和易获得的表面，广泛应用在许多领域。最近，有人提出了一种合成路线，通过熔融盐蚀刻前驱体来制备Mxene（对于熔盐MXenes，记为MS-MXenes），其表面端基可调，从而改善了电化学性能。然而，制备的多层MS-MXenes的进一步分层仍然是一个巨大挑战。

近日，图卢兹第三大学Patrice Simon报道了选择四丁基氢氧化铵（TBAOH）作为MS-Ti₃C₂T_x的剥离溶剂。

文章要点

1）在这个过程中，大体积的四烷基铵离子（TBA⁺）与阳离子（质子和K-离子）之间的离子交换使得大体积的TBA⁺阳离子进入层间空间，导致从多层到几层的MXene进一步剥离。经TBAOH处理的MS-Ti₃C₂T_x纳米片状悬浮液可稳定2周，无明显沉淀。

2）经TBAOH处理的MS-Ti₃C₂T_x作为锂离子电池负极材料，在1 C时的比容量为225 mAh g⁻¹，在167 C时的倍率性能为95 mAh g⁻¹，表明其电化学性能优于多层(原始)MS-Ti₃C₂T_x。

3）有趣的是，TBAOH处理后，MS-MXene的润湿性发生了变化，接触角随TBAOH处理时间的延长而减小。此外，还可以通过过滤制备自支撑的Cl-Mxene薄膜。

参考文献

Liyuan Liu, et al, Exfoliation and Delamination of Ti₃C₂T_x MXene Prepared via Molten Salt Etching Route, ACS Nano, 2021

DOI: 10.1021/acsnano.1c08498

https://doi.org/10.1021/acsnano.1c08498