购物车 16 注 册   |   登 录    微信登录

应用领域

 
联系我们

咨询热线:

18101240246

QQ:2820939878
Skype: simon541142052

电话/微信:

 18101240246(技术)

 17611215338(销售)
邮件:mxenes@163.com

应用领域
您的位置: 首页 > 应用领域

Nature Materials: Lewis酸刻蚀提升MXene非水系电解液的电化学性能

文章来源:北科新材 浏览次数:26时间:2020-08-10 QQ学术交流群:1092348845

【研究背景】

二维过渡金属碳/碳氮化物是2D材料家族冉冉升起的一颗新星。MXenes通过选择性刻蚀MAX相中A-原子层元素来制备,其中A代表13-16族的元素(Al, Si等),M则代表前过渡金属元素(TI, V, Nb等等)。通式为:Mn+1XnTx,Tx代表-F,-O和-OH等表面官能团。得益于其独特的2D层状结构,亲水性表面和金属电导率(>6,000 S cm-1),MXenes在很广泛的应用领域中都展示出了巨大潜力,尤其是电化学储能领域。随着2011年Ti3C2 MXene的首次报道,MXenes目前主要的刻蚀环境为含有氟离子的水溶液,如水系氢氟酸,LiF+HCl或者氟化氢铵等。截至目前,主要来自于含Al的MAX相前驱体的Al与氟基水系溶液的反应活性限制了MXenes的合成。虽然已经有报道,通过氧化剂辅助刻蚀Ti3SiC2 MAX相中的Si,但刻蚀机理仍旧是基于对腐蚀性HF溶液的使用。因此,MXene的合成的主要挑战主要集中于:1)寻找无毒的合成路线;2)制备更广泛的MAX相前驱体。

【成果简介】

最近,中科院宁波材料所黄庆教授,法国图卢兹大学Patrice Simon教授和四川大学林紫峰教授在国际顶级学术期刊Nature Materials上发表题目为: A general Lewis acidic etching route for preparing MXenes with enhanced electrochemical performance in non-aqueous electrolyte的研究论文。与传统的方法截然不同,论文提出了一种使用Lewis酸熔盐在非传统A元素的MAX相中对A进行选择性刻蚀制备MXenes的方法,并进行了相应的验证。这种方法刻蚀得到的Ti3C2MXene应用于储锂时,具有738 C g-1(205 mAh g-1)的可逆容量以及较高的库伦效率。

【图文导读】


图1.MS-Ti3C2Tx MXene的刻蚀示意图。

图2. MS-Ti3C2Tx MXene的微观形貌与结构表征。

图3. Lewis酸刻蚀方法扩展了MAX相家族。

图4. MS-Ti3C2Tx MXene电极在1 M LiPF6电解液中的电化学性能测试。


【本文总结】

结合在非水系含Li+电解液中Li+ 嵌入和脱出的“类似镜子”的电化学储能机理与高容量,高充放电速率以及较低工作电压(0.2-2.2 V vs. Li+/Li),使通过这种非传统刻蚀方法而得到的MXenes用于电化学储能器件的负极时具有较大潜力(电池和锂离子电容器)。这种通用的Lewis酸刻蚀方法扩展了MAX相前驱体的范围,可以制备新型的MXenes材料,为调控MXenes的表面化学特性提供了前所未有的可能性。

文献链接:

https://doi.org/10.1038/s41563-020-0657-0

信息来源: MXene Frontier

声明:纯属学术性质,非商业用途,若有侵权情况,请马上联系我们,我们会第一时间做出删除处理,保护原作者的知识产权



版权所有 © 2019 北京北科新材科技有限公司 All rights reserved.京ICP备16054715-2号
在线咨询
电话咨询
电话微信
17611215338
(销售)
扫一扫

扫一扫
加微信