Ti3C2Tx MXene由于其在電化學上不利于羥基的端基，通常具有較差的儲鋰性能。
在這里，北京理工大學Jie Wang，Jinwen Qin，Minhua Cao，中國航天科學與創新研究院Xing Zhang在分子水平上調節Ti3C2Tx Mxene與植酸(PA)的界面化學，以直接激活其羥基末端。
文章要點
1）通過在Ti3C2Tx表面PA和OH端的氧原子之間建立氫鍵(H鍵)，有效地調節了Ti3C2Tx的界面電荷分布，從而使足夠的離子存儲位置和加快了離子傳輸動力學，從而實現了高性能的能量存儲。
2）結果表明，鋰離子較好地與氫鍵受體(來自PA的氧原子)結合，因此氫鍵的柔性使得它們與被吸附的鋰離子的相互作用在化學上是“可調的”，從而減輕了OH末端的不希望的局域幾何變化。同時，氫鍵誘導的微觀偶極子可以起到定向鋰離子泵的作用，以較低的勢壘加速離子擴散動力學。
3）所設計的Ti3C2Tx/PA的容量比原始的Ti3C2Tx提高了2.4倍(甚至超過了理論容量)，卓越的長期循環性能(在2.0 A g?1下循環2000 mAh g?1后為220.0 mAh g?1)，以及廣泛的溫度適應性(?20至50°C)。
這項工作為調節MXenes固有端子的微環境以突破MXenes的儲能性能提供了一種有前途的界面工程策略。
參考文獻
Minxia Jiang, et al, Molecular-Level Interfacial Chemistry Regulation of MXene Enables Energy Storage beyond Theoretical Limit, ACS Nano, 2024
https://doi.org/10.1021/acsnano.3c12329
