Forskare från Hefei Institutes of Physical Science vid den kinesiska vetenskapsakademin har föreslagit en optimerad syntesstrategi för att erhålla defektfritt låglager M4 C3 Tx (M =V, Nb, Ta) MXene nanoark. Deras resultat har publicerats i Advanced Science .
MXene-material har enorm potential för tillämpningar som energilagring, energiomvandling och elektromagnetisk skärmning på grund av deras utmärkta fysikaliska och kemiska egenskaper. M4 C3 Tx (M =V, Nb, Ta) MXener har fått mycket uppmärksamhet.
Erhåller emellertid en ren MAX-fasprekursor, fullständig etsning för flerskikts M4 C3 Tx MXener och strikta krav på interkaleringsmedel och exfolieringsoperationer är alla svårigheter i syntesen av dessa få-lager M4 C3 Tx MXenes. Som ett resultat har endast ett fåtal undersökningar fokuserat på studiet av tunn M4 C3 Tx (M =V, Nb, Ta) MXener.
I den här studien föreslår forskarna en färdplan för syntesen av defektfria fålager M4 C3 Tx (M =V, Nb, Ta) nanoark. Det inkluderar högtemperaturkalcinering, HF-selektiv etsning, interkalering och exfoliering. Den producerar tre distinkta defektfria få-lager M4 C3 Tx (M =V, Nb, Ta) nanoark.
Omfattande karakterisering bekräftar deras defektfria struktur, betydande avstånd mellan skikten (från 1,702 till 1,955 nm), olika funktionella grupper (-OH, -F, -O) och rikliga valenstillstånd (M 5+ , M 4+ , M 3+ , M 2+ , M 0 ).
Dessutom tillverkade de en fristående film genom vakuumfiltrering av ett fålager M4 C3 Tx (M =V, Nb, Ta) MXene-bläck, som uppvisade anmärkningsvärda fysikalisk-kemiska egenskaper såsom hög konduktivitet, hög stabilitet och hydrofilicitet.
"Vårt arbete ger detaljerade riktlinjer för syntesen av andra defektfria få-lagers MXene nanoark," sa Huang Yanan, en medlem av teamet, "och fungerar som en katalysator för den omfattande utforskningen av funktionella tillämpningar av M4 C3 Tx (M =V, Nb, Ta) MXene nanosheets i framtiden."
Mer information: Yanan Huang et al., Defektfritt fålager M4 C3 Tx (M =V, Nb, Ta) MXene Nanosheets:Syntes, karakterisering och fysikalisk-kemiska egenskaper, Avancerad vetenskap (2023). DOI:10.1002/advs.202302882
Journalinformation: Avancerad vetenskap
Tillhandahålls av Chinese Academy of Sciences
