Nature Commun：熔盐法调节二维MXene材料组分和结构

纳米技术

2022-11-08

过渡金属碳化物/氮化物（MXenes）的性质受到表面和界面化学性质的影响，人们对调控Ti₃C₂T_x MXene材料的性质进行大量尝试，但是调控除了Ti₃C₂T_x之外的其他MXene材料的层空间、表面终端卤原子的相关工作非常罕见。

有鉴于此，电子科技大学肖旭（Xu Xiao）等报道提出一种Lewis碱性卤化物处理方法，能够调节多种多样的MXene材料的层间距和表面终端原子。

本文要点

（1）

通过molten相Lewis碱性卤化物具有丰富的脱溶剂型卤阴离子和阳离子，从而通过亲核反应的方式取代-F终端原子，而且层间距得以增加。分别选择熔点为90 ℃的AlBr₃/NaBr/KBr和熔点为155 ℃的AlI₃/NaI/KI两种Lewis碱处理MXene材料，通过插嵌Na⁺和K⁺离子，扩大MXene的层间距；通过与Br^-和I^-反应，取代F^-终端原子。

（2）

通过这种Lewis碱性卤化物处理Ti₃C₂T_x后，材料具有非常高的Li⁺容量（229 mAh g^-1），比未处理的Ti₃C₂T_x性能提高2倍。

由于这种处理方法具有普适性，可能应用于能量存储、光电器件等领域，而且这种处理方法能够用于多种单金属/双金属MXenes、能够用于从不同方法合成的MXenes。

参考文献

Zhang, T., Chang, L., Zhang, X. et al. Simultaneously tuning interlayer spacing and termination of MXenes by Lewis-basic halides. Nat Commun 13, 6731 (2022)

DOI: 10.1038/s41467-022-34569-y

https://www.nature.com/articles/s41467-022-34569-y