MXene型碳化釩，特別是V2CTx型碳化釩，在從能量存儲、傳感到電子和光學等諸多領(lǐng)域都有應(yīng)用前景。然而，在過去的十年中，由于分層的V2CTx在膠體狀態(tài)下的不穩(wěn)定性，有關(guān)V2CTx的研究大多局限于其多層形態(tài)。在本文中，報道了溫和的合成條件，從而得到高質(zhì)量的V2CTx和離子交換過程，將MXene在水懸浮液中的保質(zhì)期增加了大約3個數(shù)量級，從幾個小時到幾個月。討論了蝕刻和分層機制，并為研究人員提供了一個指導方針與MXene組成。解釋了蝕刻劑配方、分層化學品和后處理對合成的V2CTx的質(zhì)量、化學穩(wěn)定性和光電性能的影響。在離子交換和絮凝過程中，四丁基銨和四甲基銨離子被鋰離子取代。分層后的V2CTx產(chǎn)生的沉淀物不僅可以懸置幾個月而不降解，還可以重新分散并加工成薄膜。這些MXene薄膜在光學和電子性能上有明顯的改善。它們在干燥狀態(tài)下的電導率可以超過1000 S cm-1，這是之前V2CTx無法達到的值。在本工作中，V2CTx的貨架壽命和性能的主要改進，有望使這種MXene的性能的基礎(chǔ)研究，并大大擴大其潛在的應(yīng)用范圍。建議的方法可能適用于其他需要使用季胺進行分層的MXenes。
相關(guān)科研成果由美國德雷塞爾大學Yury Gogotsi等于2021年發(fā)表在Chemistry of Materials (https://doi.org/10.1021/acs.chemmater.1c03508)上。原文：Guidelines for Synthesis and Processing of Chemically Stable Two- Dimensional V2CTx MXene。
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