二維MXene材料由于具有優(yōu)異的物理和化學(xué)性質(zhì),在能量存儲和轉化、電磁屏蔽、傳感等領(lǐng)域展現出巨大的應用潛力。其中,M4C3Tx (M = V, Nb, Ta) MXene因其具備更大層間距、豐富價(jià)態(tài)、高穩定性等特點(diǎn),成為目前MXene材料的研究熱點(diǎn)。然而,由于該類(lèi)少層材料合成較為困難,如前驅體難以獲得純相、多層難以充分刻蝕、插層劑和剝離工藝要求較高等,所以目前對少層M4C3Tx (M = V, Nb, Ta) MXene的研究極少。
鑒于此,研究團隊在前期多層M4C3Tx (M = V, Nb, Ta) MXene合成工作的基礎上,提出全新優(yōu)化合成策略(圖1),并成功獲得無(wú)缺陷少層M4C3Tx (M = V, Nb, Ta) MXene納米片(圖2)。研究團隊進(jìn)一步通過(guò)真空抽濾少層M4C3Tx (M = V, Nb, Ta) MXene墨水的方式,獲得了相應自支撐膜(圖3),并發(fā)現其具有高導電性、高穩定性和親水性等特點(diǎn)。該工作將為其它無(wú)缺陷少層MXene的合成制備提供指導和借鑒。
上述研究工作得到了國家自然科學(xué)基金、安徽省自然科學(xué)基金、中國科學(xué)院合肥物質(zhì)院院長(cháng)基金的資助。