A 原子与 MAX 相中的 MX 层的弱结合不仅使得选择性蚀刻 A 层以制备 MXene 成为可能，还带来了通过原位转化构建 A 衍生物/MXene 复合材料的机会。在这里，优雅地设计了一种简便且通用的气固反应系统，以构建多维 MXene 基复合材料，包括 AlF₃纳米棒/MXene、AlF₃纳米晶体/MXene、无定形 AlF₃/MXene、A 填充碳纳米管/MXene、层状金属硫族化物/MXene、MOF/MXene 等。合理提出了层间限制对晶体生长、催化行为、范德瓦尔斯异质结构构建和配位反应的内在效应机制。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景的活性材料。更具体地说，AlF₃纳米棒/Nb₂C MXene 表现出对 Li₂S 和锂多硫化物之间转化的双向催化活性，从而缓解了锂硫电池中的穿梭效应。
 
 
Fig 1. FESEM、TEM和HRTEM图像，以及（a-d）AlF₃/Nb₂C多晶型;（e-h）AlF₃/VNbC多晶型;（i-l）AlF₃/Nb₄C₃多晶型的示意图。MAX相和衍生的基于MXene的复合材料的XRD图案：（m）Nb₂AlC MAX和AlF₃/Nb₂C MXene;（n）VNbAlC MAX和AlF₃/VNbC MXene;（o）Nb₄AlC₃ MAX和AlF₃/Nb₄C₃ MXene;（p）如所示的三种复合材料中MXene的（002）面和AlF₃的（012）面的比较。
 

Fig 2. (a)α-AlF₃/Nb₄C₃ MXene、非晶AlF₃/Nb₄C₃ MXene、α- AlF₃/Nb₂C MXene和α-AlF₃/VNbC MXene界面结构的俯视图和侧视图（从左到右）以及（b）相应的界面能。(c)Nb₄C₃中间层内外非晶AlF₃晶化的能垒。
 
 
Fig 3. (a)Fe@N-CNTs/NbC/Nb₂C MXene的FESEM、（b）TEM和（c）HRTEM图像，以及（d）Nb₂FeC和Fe@N-CNTs/NbC/Nb₂C MXene的XRD图案;（e）SnSe₂/Nb₂C MXene的FESEM、（f）TEM和（g）HRTEM图像，以及（h）Nb₂SnC和SnSe₂/Nb₂C MXene的XRD图案;（i）ZIF-8/Nb₂C MXene的FESEM、（i）TEM和（k）HRTEM图像，以及（l）Nb₂ZnC和ZIF-8/Nb₂C MXene的XRD图案。图（b、f和j）中的插图为相应的SAED图案。
 
 
Fig 4. （a，b）在AlF₃/Nb₂C MXene和Nb₂C MXene上的Li₂S成核和分解测试。(c)具有AlF₃/Nb₂C MXene和Nb₂C MXene改性PP隔板和未改性PP隔板的电池的倍率性能。(d)具有改性（AlF₃/Nb₂C、Nb₂C）和未改性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，硫负载量为1.0和3.4mg cm^-2。
 
      相关研究工作由济南大学Changzhou Yuan团队于2024年在线发表在《Angew Chem》期刊上，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