開發2D過渡金屬碳化物/氮化物(MXene)的綠色高效合成方法非常重要,傳統刻蝕制備方法(比如HF刻蝕,或者高溫Lewis酸molten鹽刻蝕策略)需要苛刻的刻蝕反應條件,而且合成的效率很低,這嚴重的影響了MXene材料的制備和應用。
有鑒于此,西南交通大學楊維清教授、劉妍副教授等報道一種超快低溫molten鹽刻蝕合成方法LTMS(ultrafast low-temperature molten salt),能夠在數分鐘內實現大規模的MXene合成,這種合成方法使用NH4HF2作為刻蝕劑,能夠合成多種不同的MXene。
NH4HF2分子能夠加快MAX相的刻蝕反應速度,因此能夠5 min內合成了V4C3Tx, Nb4C3Tx, Mo2TiC2Tx, Mo2CTx。這種低溫molten鹽刻蝕技術具有規模化生產的能力,可以一次性合成100 g Ti3C2Tx。合成得到的LTMS-MXene具有優異的超級電容器的電化學性能,說明這種合成技術的有效性。
(2)
這項研究實現了超快速大規模化刻蝕合成MXene材料,能夠應用于大規模制備商用MXene材料。
參考文獻
Yongbin Wang, Bin Zhou, Qi Tang, Yi Yang, Ben Pu, Jia Bai, Jing Xu, Qingguo Feng, Yan Liu, Weiqing Yang, Ultrafast Synthesis of MXenes in Minutes via Low-Temperature Molten Salt Etching, Adv. Mater. 2024
DOI: 10.1002/adma.202410736
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202410736