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濟(jì)南大學(xué)Changzhou Yuan團(tuán)隊--通過氣固反應(yīng)直接從 MAX 相位原位構(gòu)建功能性多維 MXene 基復(fù)合材料
        A 原子與 MAX 相中的 MX 層的弱結(jié)合不僅使得選擇性蝕刻 A 層以制備 MXene 成為可能,還帶來了通過原位轉(zhuǎn)化構(gòu)建 A 衍生物/MXene 復(fù)合材料的機(jī)會。在這里,優(yōu)雅地設(shè)計了一種簡便且通用的氣固反應(yīng)系統(tǒng),以構(gòu)建多維 MXene 基復(fù)合材料,包括 AlF3納米棒/MXene、AlF3納米晶體/MXene、無定形 AlF3/MXene、A 填充碳納米管/MXene、層狀金屬硫族化物/MXene、MOF/MXene 等。合理提出了層間限制對晶體生長、催化行為、范德瓦爾斯異質(zhì)結(jié)構(gòu)構(gòu)建和配位反應(yīng)的內(nèi)在效應(yīng)機(jī)制。緊密的界面結(jié)合和不同組分的協(xié)同效應(yīng)使它們成為電化學(xué)應(yīng)用中有前景的活性材料。更具體地說,AlF3納米棒/Nb2C MXene 表現(xiàn)出對 Li2S 和鋰多硫化物之間轉(zhuǎn)化的雙向催化活性,從而緩解了鋰硫電池中的穿梭效應(yīng)。
 
 
Fig 1. FESEM、TEM和HRTEM圖像,以及(a-d)AlF3/Nb2C多晶型;(e-h)AlF3/VNbC多晶型;(i-l)AlF3/Nb4C3多晶型的示意圖。MAX相和衍生的基于MXene的復(fù)合材料的XRD圖案:(m)Nb2AlC MAX和AlF3/Nb2C MXene;(n)VNbAlC MAX和AlF3/VNbC MXene;(o)Nb4AlC3 MAX和AlF3/Nb4C3 MXene;(p)如所示的三種復(fù)合材料中MXene的(002)面和AlF3的(012)面的比較。
 

Fig 2. (a)α-AlF3/Nb4C3 MXene、非晶AlF3/Nb4C3 MXene、α- AlF3/Nb2C MXene和α-AlF3/VNbC MXene界面結(jié)構(gòu)的俯視圖和側(cè)視圖(從左到右)以及(b)相應(yīng)的界面能。(c)Nb4C3中間層內(nèi)外非晶AlF3晶化的能壘。
 
 
Fig 3. (a)Fe@N-CNTs/NbC/Nb2C MXene的FESEM、(b)TEM和(c)HRTEM圖像,以及(d)Nb2FeC和Fe@N-CNTs/NbC/Nb2C MXene的XRD圖案;(e)SnSe2/Nb2C MXene的FESEM、(f)TEM和(g)HRTEM圖像,以及(h)Nb2SnC和SnSe2/Nb2C MXene的XRD圖案;(i)ZIF-8/Nb2C MXene的FESEM、(i)TEM和(k)HRTEM圖像,以及(l)Nb2ZnC和ZIF-8/Nb2C MXene的XRD圖案。圖(b、f和j)中的插圖為相應(yīng)的SAED圖案。
 
 
Fig 4. (a,b)在AlF3/Nb2C MXene和Nb2C MXene上的Li2S成核和分解測試。(c)具有AlF3/Nb2C MXene和Nb2C MXene改性PP隔板和未改性PP隔板的電池的倍率性能。(d)具有改性(AlF3/Nb2C、Nb2C)和未改性PP隔板的電池在0.2 ℃下的循環(huán)性能。(e)具有AlF3/Nb2C/PP隔板的電池在1 ℃下的長期循環(huán)性能,硫負(fù)載量為1.0和3.4mg cm-2
 
      相關(guān)研究工作由濟(jì)南大學(xué)Changzhou Yuan團(tuán)隊于2024年在線發(fā)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,原文鏈接:https://doi.org/10.1002/anie.202412898

轉(zhuǎn)自《石墨烯研究》公眾號
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