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-Ti3C2Tx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-Ti3C2Tx纳米片状悬浮液可稳定2周,无明显沉淀。
2)经TBAOH处理的MS-Ti3C2Tx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-Ti3C2Tx。
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 Ti3C2Tx MXene Prepared via Molten Salt Etching Route, ACS Nano, 2021
DOI: 10.1021/acsnano.1c08498
https://doi.org/10.1021/acsnano.1c08498
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