Angew. Chem. :有机路易斯酸一步蚀刻Ti3AlC2合成有机端基二维Ti3C2Tx MXene纳米片

  • A+

目前,2D MXene已成为材料科学中一个快速扩展的研究领域,采用HF和氟化物(如KHF2、LiF、NH4F和NH4HF2)对Ti3AlC2进行化学蚀刻是制备2D Ti3C2Tx(T = O、OH和F)的主要策略。然而,这种方法会产生有毒废液、反应时间较长、TiC功能化等问题。因此,人们探索了多种无氟方法来合成MXenes,如电化学蚀刻、高温碱蚀刻、熔盐蚀刻(如使用路易斯熔盐)等。然而,大多数蚀刻方法都涉及多步分层反应、高温和复杂的分离步骤,从而限制了单层或少层MXene纳米片的规模化制备和直接应用。此外,为了延长水性MXenes的保质期,这些材料应在无氧、避光的低温条件下储存,以延缓/抑制其自发氧化。对此人们探索了许多策略来提高MXenes的胶体稳定性,包括使用抗氧化剂和化学接枝,以及减少其末端基团。虽然在MXenes与小型无机配体的功能化方面取得了良好的成果,但有关新型有机基团与MXene表面之间共价键合的研究报告却很少。


近日,上海大学邹星礼教授等开发了一种利用有机路易斯酸(三氟甲磺酸)蚀刻法合成高质量单层或少层2D MXene的新方案。即室温下的蚀刻反应可形成单层或少层Ti3C2Tx,这些Ti3C2Tx可进一步转化为-CF3SO3端基的Ti3C2Tx纳米片,其尺寸适中(约4 μm),单层厚度约为1.6 nm,单层少层产率超过70%。同时-CF3SO3基团的封装赋予了Ti3C2Tx纳米片良好的胶体稳定性,使其能够在水溶液中稳定分散至少一个月。



1
2

该策略表明有机路易斯酸刻蚀路线不仅可以蚀刻MAX相,还可以直接获得非常规的有机官能团,有望在未来开发出其他新型功能性MXene材料。

文信息

One-step Synthesis of Organic Terminal 2D Ti3C2Tx MXene Nanosheets by Etching of Ti3AlC2 in an Organic Lewis Acid Solvent

Fei Wang, Feng Tian, Xuewen Xia, Dr. Zhongya Pang, Dr. Shujuan Wang, Dr. Xing Yu, Dr. Guangshi Li, Prof. Dr. Yufeng Zhao, Prof. Dr. Qian Xu, Prof. Dr. Shen Hu, Li Ji, Prof. Dr. Xingli Zou, Prof. Dr. Xionggang Lu


Angewandte Chemie International Edition

DOI: 10.1002/anie.202405315




weinxin
我的微信
关注我了解更多内容

发表评论

目前评论:0