表面末端影响MXenes的固有性质,但现有末端仅限于单原子层或简单基团,并且具有无序排列和较差的稳定性。近日,德累斯顿工业大学Feng Xinliang、Yu Minghao、蒙斯大学David Beljonne、乌得勒支大学Hai I. Wang通过助熔剂辅助共晶熔融蚀刻方法合成了具有三原子层硼酸盐聚阴离子末端(OBO末端)的MXenes。
本文要点:
1) 在合成过程中,Lewis酸盐充当蚀刻剂以获得MXene骨架,而硼砂产生BO2−物种,并且其用O–B–O构型覆盖MXene表面。与具有局部电荷传输的传统氯/氧末端的Nb2C相比,OBO末端的Nb2C具有带传输特性,并且在直流极限下具有15倍的电导率增加和10倍的电荷迁移率提高。
2) 此外,OBO末端为Ti3C2-MXene提供了大量富集的Li+宿主位点,从而具有420 mAh g−1的大电荷存储容量。该研究展现了MXene中复杂末端结构的潜力及其在(光电)电子和能量存储中的应用。
Dongqi Li et.al MXenes with ordered triatomic-layer borate polyanion terminations Nature Materials 2024
DOI: 10.1038/s41563-024-01911-2
https://doi.org/10.1038/s41563-024-01911-2