在MAX相中，A原子與MX層的弱結(jié)合不僅使得能夠選擇性蝕刻A層用于MXene制備，而且?guī)砹送ㄟ^原位轉(zhuǎn)化構(gòu)建A衍生物/MXene復(fù)合物的機(jī)會。這里，簡單且通用的氣-固反應(yīng)系統(tǒng)被設(shè)計(jì)用來構(gòu)建多維MXene基復(fù)合材料，包括AlF3納米棒/MXene、AlF3納米晶體/MXene、無定形AlF3/MXene、填充的碳納米管/MXene、層狀金屬硫族化物/MXene、MOF/MXene等。合理地提出了層間約束對晶體生長、催化行為、范德華異質(zhì)結(jié)構(gòu)構(gòu)建和配位反應(yīng)的內(nèi)在影響機(jī)制。緊密的界面結(jié)合和不同組分的協(xié)同效應(yīng)使它們成為電化學(xué)應(yīng)用中有前途的活性材料。更具體地，AlF3納米棒/Nb2C MXene對Li2S和多硫化鋰之間的轉(zhuǎn)化表現(xiàn)出雙向催化活性，這減輕了鋰硫電池的穿梭效應(yīng)。
圖 1. 通過GSR方法原位轉(zhuǎn)換MAXphases中A元素的示意圖。
圖 2. FESEM、TEM和HRTEM圖像，以及(a–d)al F3/Nb2C MXene的示意圖；(e–h)al F3/VNbC MXene；(I–l)al F3/nb4c 3 MXene。MAX相和衍生MXene基復(fù)合材料的XRD圖樣:(m) Nb2AlC MAX和al F3/Nb2C MXene；VNbAlC MAX和al F3/VNbC MXene；(o) Nb4AlC3MAX和al F3/nb4c 3 MX ene；(p)在所示的三種復(fù)合材料中MXenes的(002)面和AlF3的(012)面的比較。
圖3. (a)α-AlF3/Nb4C3 MXene、無定形al F3/nb4c 3 MX ene、α-AlF3/Nb2C MXene和α-AlF3/VNbC MXene界面結(jié)構(gòu)的俯視圖和側(cè)視圖(從左至右)和(b)相應(yīng)的界面能量。(c)無定形AlF3在Nb4C3夾層中或之外結(jié)晶的能壘。
圖 4. (a) FESEM，(b) TEM和(c)Fe@N-CNTs/NbC/Nb2C MXene的HRTEM圖像和(d)nb 2 FEC和Fe @ N-CNTs/NbC/Nb2C MXene的XRD圖案；(e) FESEM，(f) TEM和(g)SnSe2/Nb2C MXene的HRTEM圖像和(h)nb 2s NC和snse 2/Nb2C MXene的XRD圖案；(i) FESEM，(i)TEM和(k)ZIF-8/Nb2C MXene的HRTEM圖像和(l)nb 2 znc和ZIF-8/Nb2C MXene的XRD圖案。面板(b、f和j)中對應(yīng)SAED圖案的插圖。
圖 5. (a，b)al F3/Nb2C MXene和Nb2C MXene上的Li2S成核和分解試驗(yàn)。(c)具有AlF3/Nb2C MXene和Nb2C MXene改性的PP隔板和未改性的PP隔板的電池的倍率性能。(d)具有改性的(AlF3/Nb2C、Nb2C)和未改性的PP隔板的電池在0.2℃下的循環(huán)性能。(e)具有AlF3/Nb2C/PP隔板的電池在1℃下的長期循環(huán)性能，硫負(fù)載為1.0和3.4mg cm–2。
相關(guān)科研成果由濟(jì)南大學(xué)Changzhou Yuan等人于2024年發(fā)表在Angewandte Chemie International Edition（https://doi.org/10.1002/anie.202412898）上。原文：In-Situ Construction of Functional Multi-Dimensional MXene-based Composites Directly from MAX Phases through Gas-Solid Reactions
原文鏈接：https://doi.org/10.1002/anie.202412898
轉(zhuǎn)自《石墨烯研究》公眾號
