试验方案确定

1、1、水热法2、酸碱腐蚀选用合适的刻蚀剂（如HF、LiF+HCl、NH4HF2等）将MAX相中的A原子层剥蚀而制备的一种新型碳/氮化物二维纳米层状材料，兼具良好的导电性和亲水性氢氟酸（HF）刻蚀H F刻蚀MAX相制备MX e n e是目前使用最广的方法，2011年N a g u i b和B ar s o u m 就是采用该方法首次制备出MX e n e的 8。H F刻蚀法制备的MX e n e层片清晰，间隔均匀，但HF是强腐蚀性酸，大量使用无疑会对人体和环境产生危害。此外H F刻蚀制备出的MX e n e ,层片往往含有一定量的缺陷（如孔洞） 9 ,会对MX e ne的应用产生不利影响。因此，调

2、控HF酸浓度、刻蚀温度、反应时间和前驱物颗粒大小是制备MX e n e的关键。312 ThAICzThC:50215.42 20.51 10402018.62 20.89 （25FIL R督判看，1、i的立生夺皙Tabk1 E现 rrimmliciMrnTrr，F hpfrpHrt叫 difFinmlEihltiS nlmLihig .玷毗|&上九Ai1 111RfE。! sHF Eiir.I rttir/ liMAXMXrihrTh AKTaCK佃IdL 3, E15 nlMRVtAICVzCTrMJ如I * ld洱73n1Tn AlCtTuCfl-即T 产18.42I A.iFiS=1工口

3、向 npi(VMCrft h AICi，$簿rrhd17.7 324. 2 &一丁( Tv-V-, :)| Air,，I ia. s V|. ： % G LMl标1915L泊17.8(rirThAlCN展CMT工揖1&18.4122.北THlAlClT业 CT.If阻OE前3:9kH焙5上34.1 930.47:同(Vi ; Ik e J i T B即,PtItaB23,873凡3 5门一支QhLMMT.加IS, Ifl之 1。手|-二M.v-TiAKr1MolTtC|X FI题1 R, (5Q场驯rai叫o； - .Mii.KCtT, 98重量纯度，上海粤环新材料技术有限公司)为原料。通常，

4、将3g Ti3AlC2粉末浸入 HF溶液中(40wt% , 50mL),在40c搅拌48小时，对Al层进行刻蚀。将所得样品用去离子( DI)水漂洗除去残渣酸，然后在60c下真空干燥24小时。将制备的Ti3C2 (0.3g)加入到40毫升的DI水中，进一步超声处理1小时。Commercially available Ti3AlC2 powders (98 1wt% purity, Shanghai Yuehuan New Materials Technology Co., Ltd.) were used as the raw material. Typically, 3.0? of Ti3AlC

5、2powder was immersed in HF solution (40?vt%, 50 ?mL) and stirred at 40 ?C for 48 ?i to etchthe Al layers. The resulting sample was rinsed with de-ionized (DI) water to remove the residue acid, and then dried at 60?C for 24 ?i under vacuum.Ti3c2-MxEn 的合成(MXene-Based Electrode with Enhanced Pseudocapa

6、citance and Volumetric Capacity for Power-Type and Ultra-Long Life Lithium Storage )通过将1 g Ti3AlC2粉末在LiF (1.32 g )和盐酸(6 M, 20 mL )的混合溶液中蚀刻 35 C, 24小时，合成了 Ti3C2 MxEN ,经过用去离子(DI)水多次离心-漂洗循环，将产物 分散在500毫升DI水中并保持超声 3小时后，用2000 rpm 离心1小时收集的深绿色上清 液，并在使用前在 4c的N2充液瓶中储存。The Ti3C2 MXene was synthesized by etchin

7、g 1.0 g of Ti3AlC2 powder in a mixture solution of LiF (1.32 g) and hydrochloric aci d (6 M, 20 mL) for 24 h at 35 C. After severalcentrifugation -rinsing cycles with deionized (DI) water, the products were dispersed in 500 mL of DI water and kept under ultrasonic for 3 h. The dark green supernatant

8、 was collected by centrifugation at 2000 rpm for 1 h and stored at 4 G-fiHeN2)ottles beforeuse.Ti3C2Tx MxNe 的合成(Surface Functional Groups and Interlayer Water Determine the Electrochemical Capacitance of Ti3C2Tx MXene )Surface Functional Groups and Interlayer Water Determine the Electrochemical Capa

9、citance of Ti3C2Tx MXene固-液反应制备多孔陶瓷载体。(54)在一个典型的合成，两件总重量约2克，整体分别浸泡在6和15 mol/L的HF溶液10mL （国药集团化学试剂有限公司，上海，中国）在室温下72和48ho将所得粉末真空过滤并用去离子水洗涤几次。然后，将去离子水加入到分 离的湿沉积物中，然后在脉冲模式下超声处理1小时，并在2000转/分钟离心30分钟以除去大颗粒。在倾析后，获得黑色TI3C2TX MXON 胶体上清液以进一步使用。Synthesis of Ti3C2Tx MXeneThe porous Ti3AlC2 monolith was prepared b

10、y means of a solid-liquid reaction.(54) In atypical synthesis, two pieces of the monolith with a total weight of roughly 2 g were immersed in 10 mL of 6 and 15 mol/L HF solution (Sinopharm Chemical Reagent Co., Ltd., Shanghai, China) at RT for 72 and 48 h, respectively. The resulting powders were va

11、cuum filtered and washed several times with deionized water. Then, deionized water was added into the as-separated wet sediment, followed by sonication in a pulse mode for 1 h, and centrifuged at 2000 rpm for 30 min to remove the large particulates. After decantation, the black Ti3C2Tx MXene colloid

12、al supernatants were obtained for further use.Opening Magnesium Storage Capability of Two-Dimensional MXene by Intercalation of Cationic SurfactantL- Ti 3C2 制备Fabrication of layered Ti3C2 with an accordion-likestructure as a potential cathode material for highperformance lithium-sulfur batteries通过固-

13、液反应和原位热压制备完全致密的多晶Ti3AlC2 , Ti、Al和C粉末的混合物在1500c和25 MPa下混合5分钟，然后在1200c退火20分钟。在室温下通过从 Ti3AlC2 中剥离Al合成。典型的剥离过程可以概括如下：将约 50毫克的Ti3AlC2粉末浸入10 毫升的HF溶液(40重量),并在室温下搅拌 6小时。所得悬浮液用去离子水反复洗涤，直到其pH值在4至6的范围内。然后离心，以分离粉末。最后，将粉末（与一定量的乙醇混合）进行超声分散处理几分钟，然后在80c的真空烘箱中干燥24小时。图1示出了剥离过程的示意图。Alkalized Ti3C2 MXene nanoribbons wi

14、th expanded interlayer spacing forhigh-capacity sodium and potassium ion batteries为了制备A- Ti3C2 MnRs ,首先在密封的塑料容器中合成 Ti3c2-MnSS ,通过在60毫 升HF水溶液（40% ）中，用可编程恒温振荡器 （SHIPS温度SPH-100F ）,将Ti3AlC2（0.5 g）的原始最大相振动处理72小时，并通过高速中心收集。离心 6500 min,离心5次，去离子水洗涤三次，取60c真空干燥12 h ,室温下（25 C）连续振荡处理（250rpm ）制备Ti 3C2 MnRs （1.0g

15、）。120 mL 6 mKOH 水溶液在含僦气气氛的密封容器中 72小时，在60 c漂洗和真空干燥后收获24小时。Binder-free 2D titanium carbide （MXene）/carbonnanotube composites for high-performancelithium-ion capacitors然后在室温下将 Ti3AlC2粉末浸泡在30 mL 40% HF溶液中搅拌24小时。用HF处理 后，将所得悬浮液离心8500分钟，从上清液中分离粉末，然后用去离子水洗涤几次。pH值达到6。将沉淀的粉末冻干，制备 Ti3C2Tx粉末。为了获得Ti3C2Tx薄片，在室 温下

16、将一定量的Ti3c2Tx粉末浸入并搅拌在 8毫升四丁基氢氧化镂溶液（TBaOH 25%） 中，悬浮16小时。在8500转/分钟离心，用去离子水洗涤几次以除去TBAOH 。将插入的Ti3C2Tx加入100毫升去离子水中，然后在僦气气氛下超声处理1小时。将溶液以 4000转/分离心30分钟，收集上清液，其中含有脱层的 Ti3C2Tx纳米片。Then the Ti3Alc2 powders were immersed and stirred in 30 mL of 40% HF solution atroom temperature for 24 h. After the treatment wit

17、h HF, the resulting suspension wascentrifuged at 8500 rpm to separate the powders from the supernatants, followed bywashing several times using deionized water until the pH value reached 6. Theprecipitated powders were freeze-dried and thus the Ti3c2Tx powders were prepared.CHha等人研究了从“AIG粉末中除& Al制备的

18、方法.实验在室温 下进行，先用TiiAlC和TiC粉末反应制得ThAIG,再用50%的HF溶液选择性除 去A1制备ThJTw,发生的化学反应如(M )所示。Ti.AlCi +3HF = A 叼 + 3/211, +TijC;(1-1)使用归描电子显放镜观察实脸获得的粉末.发现一些二维结构的TLC层状物， 这些层状物的把形边缘类似布果申原子房.证实的层状结构,实监中还研 究了温度、浸润时间和TimAIQj微粒尺寸对TbG转化速率的影响,同时在真空中进 行了去除TLG表面的水或OH的实验.实验结果表明,提高温度、增加浸润时间 和降低TAIJ微粒尺寸，可增加CA1Q微粒向二维结构的方亮富工的转化速率

19、口Michael等口网也进行了类似的研究，揩LiF溶于6 M盐酸中,加入Th A IQ加 热到40工，持续45h,然后水洗至:中性，形成类粘土的楣状物，粘在可渗透水的 膜匕再用滚用机压成富有弹性的、无支撑的薄膜，直接将薄膜作为电极进行酬量Joseph等”则人采用溅射沉积技术制备前驱体TijAlG薄膜,在HF或NH4HF2 溶液中选择性腐蚀掉AL制得二维姑松的TiC;纤维状薄膜在温度为780 C.纯 度为99.9999儡的At条件卜，采用直流磁控溅射技术在ALCk (0001)战底卜沉枳前 驱体Ti3Ale二口在沉枳之前,需要对基底进行处理中用丙酮清洗表面.再用异丙蛔漂 洗，花N1中干燥，最后在

20、780 t条件预热1 ho在室温卜用两种化学物旗腐蚀 ThAlC薄膜，一种是质或分数为50%的HF溶液，另一种是浓度为1 V的NHHE 溶液.腐蚀结束后样品先用去密子水漂洗再用乙醉漂洗。研究者提出将ThA】G浸 入NHHF二中反应机理(1-2)和O-3)所示七Ti3AlC2 + 3NITJIF, = (NHJyMF. + Ti3C2 + 3/2H3(1-2)Ti3a ”叫明 + bH?O = (NH()刘宇等口W人进行了从TbAlQ粉末中除去AI制-Tha的实验,采用质量浓 度50他的HF浸泡T&A心粉末，粉末的纯度为邺%,在31M）K卜，搅拌24 h后1 Hi去离/水洗涤至pH为5-6,再用

21、无水乙醇洗涤两次，在空气中干燥34天获得 ThCflk将其用二甲基亚械在：31。K卜剥寓24h,然后用去离子水洗涤数次后, 分故在去离水中，水和样品的质量比为1:100,在一气氛中超声4h,在350Qnnp 下超声10 min.最后真空烘干J刘慧笨也进行了类似的研，3在室温下称量I g TVA1Q的加入50 ml.质量分数串形的HF溶液，浸泡10加 然后水洗数次至中性 再离心，最后在50 X；卜真空干燥获得ThC灯高宇鹏等呷】人将TiHi. Al和TiC加热至1450 持续2 h制备HaAICa在 60 C卜用49%的HF溶液刻蚀24储 然后用去离子水冲洗至中性，再离心，将悬 浮液在承）它真空

22、干燥箱里烘干，获得Ti、C订”对于ThQ的合成来说，Qlhd现研究了 TbAJQ颗粒大小、HF浸泡时间、浸 泡温度对于形成TbQ的影响,利用5EM, XRD等方法来表征.结果显示，增加 浸泡的时间和温度、感少TiaAlC二的颗粒尺寸.能更快地形成二维Th J材料口具 他研究者也进行类似的合成研究，这种实验方法的优点是实验条件简电、易操 作Joseph ”川研究了用HF溶液和NHJIFi溶液进行腐蚀溅射沉积技术制备的前驱 体TbAG薄膜对制缶加心的影响,实验结果表明,腐蚀相同的厚度时,使用HF 溶液的时间较薪口但是实验过程中使用的HF溶液中HF易挥发，对实验仪器有腐 蚀性，同时对操作者也有伤害。

23、合成的TijAlQ微粒尺寸不均匀，可能会影响HF 溶液选择性刻蚀AI的彻底程度,同时实验条件控制不当可能会产生大量二维结构 的ThC层状物*多层（ML） -Ti3C2Tx颗粒的合成首先，将1.98克LiF力口入30毫升浓盐酸溶液中。搅拌混合物使盐溶解。然后，在10分钟内小心加入1克Ti3AlC2粉末，搅拌40 C,搅拌45小时，然后用蒸储水彻底洗涤，直至上清液达到约 6的pH值。最终产物，具有少量的水，表现出粘土状性质，表示为ML- Ti3C2Tx 颗粒。脱层（D） -Ti3C2Tx薄片的合成将ML- Ti3C2Tx颗粒分散在蒸储水中，借助超声波处理（每升水中4克的MxEN ）。然后将混合物在

24、3500转/分钟离心1小时，收集深绿色上清液。测得d- Ti3C2Tx的浓度确定为0.85毫克毫升-1。通过将已知体积的分层 Ti3C2Tx悬浮液通过聚丙烯（PP）膜过滤，并测定真空干燥后膜的重量 纸状Ti3C2Tx基电极的合成通过聚丙烯膜过滤二十毫升Ti3C2Tx分散液(0.45 mg mL - 1 ),制得Ti3C2Tx纸。Ti3C2Tx/CTAB 纸通过在 Ti3c2Tx/PP 膜的顶部加入 CTAB水溶液(20毫升，0.01重量)的重叠过滤来制备。将所得湿膜在空气中干燥，在 60 C,从PP膜剥离，从而产生独立的Ti3C2Tx/CTAB 纸。另外，用 SDS 或 DTPAP 代替 CT

25、AB 制备了 Ti3C2Tx/SDS 纸或Ti3C2Tx/DTAB 纸作为比较电极。First, 1.98 g of LiFwas added to 30 mL of concentrated HClsolution. The mixture wasstirred to dissolve the salt. Then, 1 g of Ti3AlC2 powders was carefully added over thecourse of 10 min. The reaction mixture was held at 40C for 45 h while being stirred, and

26、then the mixture was thoroughly washed by distilled water until the supernatant reached apH of approximately 6. The final product, with a small amount of water, exhibited clay-likeproperties, indicated as ML-Ti3C2Tx particlesSynthesis of Delaminated (d)-Ti3C2Tx FlakesThe ML-Ti3C2Tx particles were di

27、spersed in distilled water with the aid of sonication (4 gof MXene per liter of water). The mixture was then centrifuged for 1 h at 3500 rpm, and thedark-green supernatant was collected. The concentration of the d-Ti3C2Tx wasdetermined to be 0.85 mg mL-1 by filtering a known volume of the delaminate

28、d Ti3C2Txsuspension through a polypropylene (PP) membrane and measuring the weight of the filmafter vacuum drying.Synthesis of Paper-like Ti3C2Tx-Based ElectrodesTwenty milliliters of Ti3C2Tx dispersion (0.45 mg mL T) was filtered through a PPmembrane to yield Ti3C2Tx paper. Ti3C2Tx/CTAB paper was p

29、repared by adding an overlapping filtration of CTAB aqueous solution (20 mL, 0.01 wt %) on the top of the Ti3c2Tx/PP membrane. The resulting wet film was dried inair at 60 C and peeled offfrom the PP membrane, thus yielding a freestanding Ti3C2Tx/CTAB paper. In addition, freestanding Ti3c2Tx/SDS pap

30、er or Ti3C2Tx/DTAB paper, as the comparison electrode, was prepared by the similar method just using SDS or DTAB to replace CTAB.1 . 2 氟化锂（L i F ）和盐酸（H C 1 ）刻蚀2 0 14年发表于N a t u r eCommunication 上的研究23，首次采用L i F和H C 1混合溶液代替H F作为刻蚀剂在 4 0c下对T i 3Ale 2进行蚀成功制备了 T i 3 c 2 T x。该方法避免了相对危险的H F , 而采用更加温和的L i

31、F和HC 1 ,这在MXe n e制备方面是一项重要的突破。其详细制备过程如图3所示。Ei/m 兰ShapingElctrod图3利用LiF和HC1混合溶液制备MXcne的流程图上而且有许多掉落的小片状产物附着在T该方法制备的T 13c 2 T x虽然层片形貌不明显,i 3 C 2 Tx表面（如图4所示），但是在接下来的超声剥离中可获得高质量、高产量、大横向尺寸的单层或少层的T 13c 2 T x纳米片（小于5层） ，因此该方法较适合制备片状T 1 3 c 2 T x。采用氟化钠、氟化钾与盐酸或者硫酸的混合液作为刻蚀剂，也能达到类的结果。其原理是在刻蚀过程中，L i +、Na+ 和K+ 等碱金

32、属离子可以插层到MX e ne层间，使得MXe n e层距显著增大13,导致MXe n e层片间作用力变弱，从在之后的超声振荡中容易分层表2总结了目前利用L i F和HC 1制备MXe n e的实验参数。由于刻蚀时间较长以及不能完全刻蚀MAX相目前该方法仅在T i 3Ale 2和Cr2TiAlC2的刻蚀过程中有报道。表 利用l.iF和制加制春泊*的 的安曲舞彼Tshir 2 F rirutiiRil pAFmlix f it pr*pwriTite dif h nnlbj iKine LiF nnid H( 1 MOluftionMXFtrhiriE rHndiltnanr latUre Pf

33、tnirnplfr A-R?E.1 iF nmount &CttidI 1.Temp, VMAXMXcticgTiCT.B 阳6 tILl J24Ai27. tiITi3Ats-l gTbQT.0.674 10niL)2410ii a.2*-253UqTGL1, 2K.$ 3D mL)4255& K5九322：NoiwmlEhtE bv ZXrf (闻依J1. 3 氟化氢俊（NH 4 H F 2 ）刻蚀H a 1 i m等 26采用1 m o 1 /L的NH 4 H F 2作为刻蚀剂，在室温下刻蚀T i A1 C 2薄膜，成功获得形貌均匀的T i 3 c 2 T x。文章指出NH 4 +可以在

34、刻蚀过程中插层到MXe n e层间，增大MXe n e的层间距（由1 8 . 6增加至2 4 . 7）。虽然此方法的刻蚀剂由挥发性很强的H F换成了性质相对缓和的NH 4 H F 2 ,但是得到的MX e n e中含有一定量的（NH 4 ） 3 A 1 F 6 ,很难去除。利用NH4HF 2刻蚀T i 3Ale 2薄膜和T i 3Ale 2粉体的XRD知T i 3Ale 2薄膜刻蚀效果较好，而T i 3Ale 2粉体不仅含有大量副产物， 还存在 大量T i 3Ale 2未被刻蚀。1 . 5氢氧化钠（N a OH）和硫酸（H 2 S O 4 ）刻蚀上述4种方法均会在MX e n e表面引入含氟官

35、能团，而理论计算表明含氟官能团的存在会降低MXe n e的吸附和储能性能4,2 8。因此，寻求不含氟的刻蚀剂是获取高性能MX e n e的关键。 X i e等2 9在这方面进行了初步研究，发现将T i 3Ale 2在8 0c的1 m o 1/L氢氧化钠中处理1 0 0 h ,接下来在8 0 C的1 m o 1/L硫酸中处理2 h ,可以将T i 3Ale 2的表面刻蚀为MX e n e ,尺寸仅有几纳米， 而这种材料可以作为P t催化剂的支撑物（如图7所示） 。采用该方法制备的催化剂电化学催化活性显著 改善，且使用时间延长，但是这种制备方法显然耗时耗力，并且刻蚀效果较差，应用范围较 窄。3、高

36、温氟盐熔融扩散法优点：可通过控制温度控制 Al扩散，且从热力学角度来说 Ti-Al键能比Ti-C弱缺点：温度较高，耗能采用氟盐（5 9% （质量分数）的氟化钾（KF）、2 9% （质量分数）的氟化锂（L i F）、1 2 % （质量分数）的氟化钠（NaF）和114人1?3的混合物在僦气气氛保护下于5 5 0 C保温3 0 m i n ,然后将混合物在稀硫酸（H 2 SO4）中反应1 h ,最后清洗、离心，即得到二维层状材料T 1 4 N 3 T x。需要指出的是，虽然该方法获得了MX e n e ,但是引入了氟化物杂质，即便接下来采用硫酸可以将氟化物去除，但是无疑增加了工作量。此外在剥离MX

37、e n e纳米片时，X R D结果显示可能会出现金红石型二氧化钛（如图6所示），这也会影响MX e n e的应用。不同方法制备的MX e n e ,结构和形貌有所差异，例如采用H F刻蚀制备的MX e n e ,结构较为完整，层片清晰，比较适合作为基体材料；利用氟化锂和盐酸制备的MXe n e ,层状结构较为模糊， 表面附着有脱落的MX e n e小片，较为适合制备分层MX e n e ; 借助氟化氢钱制备的MXene层与层分明，结构完整，但是存在难以去除的副产物 （NH4）3 A 1 F 6,可能会妨碍MX e n e的进一步应用；采用熔融氟盐制备的MX e n e , 其结构完整性难以得到

38、保证，而且需要额外步骤来去除氟化物等杂质。 因此，应根据需要合理地选用方法来制备MX e n e o采用H F制备的MX e n e形成层状堆垛结构，通过T EM观察可知每层堆垛又由若干单层MX e n e组成。但是这样制得的MXe n e ,由于干燥过程中的毛细效应和静电作用力，导致在堆垛的边缘处形成“塌缩”结构，从而减小了MX e n e的比表面积，具体过程如图9所示图室温下TiRK被HF刷蚀Ch后FNm的TE脑顶祝形较ES.山的TEM侧视图.z塌缩”结构形成示意图；/ThSiQ、TilQ 在LiFNaFKF熔盐中的腐蚀行为研究近来，熔盐堆作为第四代反应堆之一，由于其固有安全性而受到广泛关

39、注。然而，熔盐堆的高温工作环境，对应用在熔盐堆中的结构材料提出了巨大的挑战，其中结构材料的腐蚀开裂和辐照脆化是导致材料劣化的主要问题。 MAX相材料是一种新型抗辐照耐高温结构材料，有望被用在高温堆中。然而，对于MAX相材料应用于熔盐，还需经过与熔盐的相容性验证。 本工作研究了 MAX 相材料在熔融FLiNaK盐中的腐蚀行为，并对 MAX相材料在熔融氟盐中的腐蚀机理进行了深入讨论。这一研究对于改善和提高MAX相材料的抗熔盐腐蚀性能具有指导意义。本工作选取两种最常见的MAX相材料：Ti3SiC2和Ti3AlC2作为实验对象， 进行这两种MAX相材料在熔融FLiNaK 盐中的腐蚀实验。研究发现，这两

40、种MAX相材料在熔融FLiNaK盐中的腐蚀均表现为 A元素（Si和Al）的流失，区别在于，Ti3AlC2样品中Al元素几乎全部流失，而 Ti3SiC2样品中Si元素的流失 仅发生在表层及浅表层，即Ti3SiC2在熔融FLiNaK盐中的抗腐蚀性能优于 Ti3AlC2。由于A元素的流失，原来的六方晶格结构发生拓扑相变转变为立方TiCx结构，并且该腐蚀产物具有类似石墨烯的纳米层状结构。本论文工作还进行了Ti3SiC2在不同温度和时间下的腐蚀行为研究，测试了不同条件下的腐蚀深度。结果表明，Ti3SiC2样品在初始阶段发生很快的腐蚀，随着时间增长，腐蚀趋于缓慢，腐蚀深度随时间呈抛物线变化的趋势，表明 M

41、AX相材料在熔融FLiNaK盐中的腐 蚀是由元素扩散控制。在不同温度下的腐蚀数据表明，随着温度升高，腐蚀深度增大，这是由于温度升高元素扩散加快所致。Hexagonal Ti3AlC?TijAICsAl dissolution by F-O, )C|J*. 0Cubic HCjlLattice transfermntion complete Al disolutLOJi用工居力1Al6 M六42构料堡内立方TiU烤构过程求意图表面活性剂选择插层和分层是大量剥离二维层状材料获得单层片状晶体广泛采用的方法，如氧化石墨烯就可以通过该方法获得3 6。由于MXe n e层片间主要以范德华力连接，通过插层和

42、随之的液相超声或球磨能剥落MXe n e成为纳米片状材料插层是指在具有层状结构的基体材料中嵌入客体分子形成夹层结构。将大的聚合物或有机物分子嵌入到MX e n e的层间，可显著增大MX e n e的层间距，之后采用超声振荡的方法破坏层间的键力，即可获得像“纸” 一样的MX e n e纳米片。这种纳米片拥有很大的比表面积，为离子提供了更多的吸附位点，可用于锂/钠离子电池、超级电容器、吸附剂等领域。目前报道的插层溶剂有二甲基亚碉（DM SO）2 3、二甲基甲酰胺（DMF）2 3、水合肿（HM） 2 3, 3 7 、氨水35、尿素35、四丁基氢氧化钱（T B AOH）3 8 等。此外一些碱（如 Li

43、OH、NaOH、KOH、NaHCO3 等39 40）、 有机物分子10、芳基重氮盐4 1和酸碱盐中的阳离子如L i +、Na+、K +、Mg2+、 Al 3 +等1 3也能够插层到MXe n e层间，从而增加MXe ne沿c轴方向的层间距。稳定性MXe n e在空气（氧气）气氛和高温环境下是不稳定的L i等4 2 发现T i 2 CT x在0 . 1 P a的环境中加热，随着温度升高，虽然T i 2CT x表面的官能团（OH、 F等）会被去除，但是加热到5 0 0 K以上就会有大量的锐钛矿型T i O 2生成MX e n e在空气及真空中存储是稳定的，但在水溶液中可被氧化。 僦气保护的水中和未

44、去除氧气的水中存储两周时间，前者保持黑色不变，而后者转变为墨绿色。这是因为MXe n e层间会自发塌缩和堆垛3 4,大幅度降低MXe n e的比表面积，减少L i + 的吸附位点，而且塌缩和堆垛会引发。MXe n e垂直层间方向电阻率的大幅升高，进一步阻碍L 1 +的传输，从而导致其电化学性能降低58。理论计算：分析预测下列最大相位有更好的成功剥离 2D Myxes的可能性：Ti2CdC , Zr2AlC、Ti3AuC2、Ti5AlC4、Zr2Cn、Hf2AlC、Ti2Gac、Ti4GAC3、HF2C , Nb5AlC4 , Hf2TLC , Ti2Cn , Ti2TLC , Nb2Gac ,

45、 Hf2PBC , Ta5AlC4 , Ti3SiC2 , Ti4SiC3 , Ti3GeC2 , N2BiN , Ti2GeC ,Ti4GeC3 , Hf2SnC、Mo 2GAC、Ti2SiC、Ta2GaC、Cr 2GaN、Ti3IrC2、V2GAC ; Ti2Ni, Ta2AlC2 , Ti2PbC , Ta2AlC , Cr 2Gac , V4AlC3 ,V3AlC2 ,和Ti2SnC因此，我们期望各种2D Mexes可以是合成了 Ti2C、Ti3C2、Ti4C3、Ti5C4、Ti2N、Zr2C , HF2C , V2C , V3C2 , V4C3 ,NB2C, Nb5c4, Ta2C

46、, Ta5c4 , C2C , CR2N ,和 MO2cTable 1ft 1Djf iercnliMXz正不同性生的鼠以厅斌*立里数出pcricrmaLLCT- Il-e 1 m9rhlsndl Il+1 p 一sjblIqe of MXc n测博材科慎性俄土茶杜嘏垄碌w光学性能年一第一计算1 +面/JJ法)一仔加，衲反时率.别为 IC.iI0,1L 43.10. S) JI.3SL9JTi C将0食性IZALl厂柞口 t在HF |痢怏1 h到Ar气，.RT到8no七售定.d，瓶旦祝铢丁型Til)：1打口仁Zl华忖酢一一耨试仪拄伸器m土& 期1、,性氏理母；：.J)GPa141Ti t玷陵性

47、院电化半r.幅心可需子也域杓小电槐.在IC的恬卓卜,业需址为123.4 uAb/|LIAJTi ( (riiO；化性靛热介析空理AP的痔分解度为W2. X -6 AP 的，解混发密闻L5 X屏低了 121. 4 T刃收冏性能氓外茫常ft州谭N叶力代转啊神口客早为V niK k22 ：第2种方法是采用氟盐刻蚀的方法.该方法可有效地将 A1原子剥离出来,并且不破坏原来的层状结构,实酷安全性 较高空工 Michael Ghidiu等二也将氟化锂溶解在6 mol/L的 最化氢中.随后加入KAlC,it 10 t保温13 h.AI元素最终 被取代,从而得到层间距较宽的二维晶体化合物TiC丁-剜慢粗料的_

48、推打M的史孚肯宿裹市为FK土T.,其中 姓虎的也他特腌力.里无反近过程鞭导出反应方程式M I =lF ffl UH. JirtepLi llalini 选用 NH HF 代件 HF 卜；溶清.副篙州带有NII和ll插品的二班*t科，R星同就TiALf P3NJE.HF (NH I Aik - 3/2H -FTi C作将列.illEM HF需灌削性忠州印Ti.3岳间lifli . Aft201 2年.Xie等一。枭用水热法将TiA1C浸泡在装有氯化氢的聚四氟容器中制备出TLC ,实验表明MAX相的反 应活性主要依赖酸与A1元素之I可的反应通过酸腐蚀MAX 相中的Al元素制备出一维材料.图3为采用

49、水热法和氟盐 刻蚀ThAlC的XRD图谱。小用山1=：j 产中,400目)缓慢加入到混合刻蚀剂中 MAX相的加入量按照 与LiF的域量比1:1口由反应比较剧烈，为了防止溶液或出，避免热量过度枳 累，每次操作时，采取少员名次加入的方式，加入完成后.封闭烧杯.将烧杯 冒于恒温磁力搅拌装置中.保持温度45搅拌速率SOOrpm* Ti*AlG刻蚀过 程反应方程式如下，Ti3AlC2+3HF=AlF#3/2H?+TLa( 2-1)TiaC,+ 2HQ=Ti3d (OH)： +H2(2-2)Ti3C2+ 2HF-Ti3C3FH?(2-3)搅拌一定时间后，将腐蚀后的试样转移到塑料离心管中，用离心机在3500

50、 rpm下运行10min,之后去除上清液，死】仅沉淀，将去离子水加入到离心管中， 充分震荡，使得沉淀重新悬浮，青复离心分离步骤，同时每次离心结束后分别 增力口离心速率至 4000rpm, 5000rpm 6000rpm. 7000 rpm, 8000 rpm,直至上 清液pH达到5.6,最后将沉淀物移至培养皿中，放入烘箱中，在60。(：下干燥 24h,最终得到的粉体即为层状堆垛状列的TijQTx(T=O, OH, F)粒子。将干燥后的MXene分散于去离子水中,为了达到更好的超声效果，按照侦 量体积比MXene： HzO-h 200溶解，在氨气气氛的保护下，招声处理120nun. 然后将溶液抽泄得到沉淀，置于烘箱中干蝶24h,干燥温度为70年。制备工艺2实验部分2.1 剥离 MXene(Ti3c2)的制各：称取1 g的Ti3Ale2于100 niL塑料烧杯中，加入10 mL40 w% 的氢班酸溶液在60 c下搅拄18 h后离心。将所得沉淀超声分散 于15 niL二甲亚飒(DMSO)后在室温下搅拌18 h,离心后得到 DMSO插层的MXcnc。再将其分散于100 mL蒸饱水中