在MAX相中，A原子与MX层的弱结合不仅使得能够选择性蚀刻A层用于MXene制备，而且带来了通过原位转化构建A衍生物/MXene复合物的机会。这里，简单且通用的气-固反应系统被设计用来构建多维MXene基复合材料，包括AlF3纳米棒/MXene、AlF3纳米晶体/MXene、无定形AlF3/MXene、填充的碳纳米管/MXene、层状金属硫族化物/MXene、MOF/MXene等。合理地提出了层间约束对晶体生长、催化行为、范德华异质结构构建和配位反应的内在影响机制。紧密的界面结合和不同组分的协同效应使它们成为电化学应用中有前途的活性材料。更具体地，AlF3纳米棒/Nb2C MXene对Li2S和多硫化锂之间的转化表现出双向催化活性，这减轻了锂硫电池的穿梭效应。
 
 
图 1. 通过GSR方法原位转换MAXphases中A元素的示意图。
 
 
图 2. FESEM、TEM和HRTEM图像，以及(a–d)al F3/Nb2C MXene的示意图；(e–h)al F3/VNbC MXene；(I–l)al F3/nb4c 3 MXene。MAX相和衍生MXene基复合材料的XRD图样:(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)在所示的三种复合材料中MXenes的(002)面和AlF3的(012)面的比较。
 
 
图3. (a)α-AlF3/Nb4C3 MXene、无定形al F3/nb4c 3 MX ene、α-AlF3/Nb2C MXene和α-AlF3/VNbC MXene界面结构的俯视图和侧视图(从左至右)和(b)相应的界面能量。(c)无定形AlF3在Nb4C3夹层中或之外结晶的能垒。
 
 
图 4. (a) FESEM，(b) TEM和(c)Fe@N-CNTs/NbC/Nb2C MXene的HRTEM图像和(d)nb 2 FEC和Fe @ N-CNTs/NbC/Nb2C MXene的XRD图案；(e) FESEM，(f) TEM和(g)SnSe2/Nb2C MXene的HRTEM图像和(h)nb 2s NC和snse 2/Nb2C MXene的XRD图案；(i) FESEM，(i)TEM和(k)ZIF-8/Nb2C MXene的HRTEM图像和(l)nb 2 znc和ZIF-8/Nb2C MXene的XRD图案。面板(b、f和j)中对应SAED图案的插图。
 
 
图 5. (a，b)al F3/Nb2C MXene和Nb2C MXene上的Li2S成核和分解试验。(c)具有AlF3/Nb2C MXene和Nb2C MXene改性的PP隔板和未改性的PP隔板的电池的倍率性能。(d)具有改性的(AlF3/Nb2C、Nb2C)和未改性的PP隔板的电池在0.2℃下的循环性能。(e)具有AlF3/Nb2C/PP隔板的电池在1℃下的长期循环性能，硫负载为1.0和3.4mg cm–2。
 
       相关科研成果由济南大学Changzhou Yuan等人于2024年发表在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
原文链接：https://doi.org/10.1002/anie.202412898

转自《石墨烯研究》公众号