A 原子與 MAX 相中的 MX 層的弱結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化構建 A 衍生物/MXene 復合材料的機會。在這里，優雅地設計了一種簡便且通用的氣固反應系統，以構建多維 MXene 基復合材料，包括 AlF
3納米棒/MXene、AlF
3納米晶體/MXene、無定形 AlF
3/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、范德瓦爾斯異質結構構建和配位反應的內在效應機制。緊密的界面結合和不同組分的協同效應使它們成為電化學應用中有前景的活性材料。更具體地說，AlF
3納米棒/Nb
2C MXene 表現出對 Li
2S 和鋰多硫化物之間轉化的雙向催化活性，從而緩解了鋰硫電池中的穿梭效應。
Fig 1. FESEM、TEM和HRTEM圖像，以及（a-d）AlF
3/Nb
2C多晶型;（e-h）AlF
3/VNbC多晶型;（i-l）AlF
3/Nb
4C
3多晶型的示意圖。MAX相和衍生的基于MXene的復合材料的XRD圖案：（m）Nb
2AlC MAX和AlF
3/Nb
2C MXene;（n）VNbAlC MAX和AlF
3/VNbC MXene;（o）Nb
4AlC
3 MAX和AlF
3/Nb
4C
3 MXene;（p）如所示的三種復合材料中MXene的（002）面和AlF
3的（012）面的比較。
Fig 2. (a)α-AlF
3/Nb
4C
3 MXene、非晶AlF
3/Nb
4C
3 MXene、α- AlF
3/Nb
2C MXene和α-AlF
3/VNbC MXene界面結構的俯視圖和側視圖（從左到右）以及（b）相應的界面能。(c)Nb
4C
3中間層內外非晶AlF
3晶化的能壘。
Fig 3. (a)Fe@N-CNTs/NbC/Nb
2C MXene的FESEM、（b）TEM和（c）HRTEM圖像，以及（d）Nb
2FeC和Fe@N-CNTs/NbC/Nb
2C MXene的XRD圖案;（e）SnSe
2/Nb
2C MXene的FESEM、（f）TEM和（g）HRTEM圖像，以及（h）Nb
2SnC和SnSe
2/Nb
2C MXene的XRD圖案;（i）ZIF-8/Nb
2C MXene的FESEM、（i）TEM和（k）HRTEM圖像，以及（l）Nb
2ZnC和ZIF-8/Nb
2C MXene的XRD圖案。圖（b、f和j）中的插圖為相應的SAED圖案。
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Fig 4. （a，b）在AlF
3/Nb
2C MXene和Nb
2C MXene上的Li
2S成核和分解測試。(c)具有AlF
3/Nb
2C MXene和Nb
2C 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（AlF
3/Nb
2C、Nb
2C）和未改性PP隔板的電池在0.2 ℃下的循環性能。(e)具有AlF
3/Nb
2C/PP隔板的電池在1 ℃下的長期循環性能，硫負載量為1.0和3.4mg cm
-2。
相關研究工作由濟南大學Changzhou Yuan團隊于2024年在線發表在《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
轉自《石墨烯研究》公眾號
