Ti3C2Tx MXene由于其在电化学上不利于羟基的端基，通常具有较差的储锂性能。
在这里，北京理工大学Jie Wang，Jinwen Qin，Minhua Cao，中国航天科学与创新研究院Xing Zhang在分子水平上调节Ti3C2Tx Mxene与植酸(PA)的界面化学，以直接激活其羟基末端。
文章要点
1）通过在Ti3C2Tx表面PA和OH端的氧原子之间建立氢键(H键)，有效地调节了Ti3C2Tx的界面电荷分布，从而使足够的离子存储位置和加快了离子传输动力学，从而实现了高性能的能量存储。
2）结果表明，锂离子较好地与氢键受体(来自PA的氧原子)结合，因此氢键的柔性使得它们与被吸附的锂离子的相互作用在化学上是“可调的”，从而减轻了OH末端的不希望的局域几何变化。同时，氢键诱导的微观偶极子可以起到定向锂离子泵的作用，以较低的势垒加速离子扩散动力学。
3）所设计的Ti3C2Tx/PA的容量比原始的Ti3C2Tx提高了2.4倍(甚至超过了理论容量)，卓越的长期循环性能(在2.0 A g−1下循环2000 mAh g−1后为220.0 mAh g−1)，以及广泛的温度适应性(−20至50°C)。
这项工作为调节MXenes固有端子的微环境以突破MXenes的储能性能提供了一种有前途的界面工程策略。
参考文献
Minxia Jiang, et al, Molecular-Level Interfacial Chemistry Regulation of MXene Enables Energy Storage beyond Theoretical Limit, ACS Nano, 2024
https://doi.org/10.1021/acsnano.3c12329
