1、1、水熱法2、酸堿腐蝕選用合適的刻蝕劑（如HF、LiF+HCl、NH4HF2等）將MAX相中的A原子層剝蝕而制備的一種新型碳/氮化物二維納米層狀材料，兼具良好的導電性和親水性氫氟酸（HF）刻蝕H F刻蝕MAX相制備MX e n e是目前使用最廣的方法，2011年N a g u i b和B ar s o u m 就是采用該方法首次制備出MX e n e的 8。H F刻蝕法制備的MX e n e層片清晰，間隔均勻，但HF是強腐蝕性酸，大量使用無疑會對人體和環(huán)境產(chǎn)生危害。此外H F刻蝕制備出的MX e n e ,層片往往含有一定量的缺陷（如孔洞） 9 ,會對MX e ne的應用產(chǎn)生不利影響。因此，調(diào)

2、控HF酸濃度、刻蝕溫度、反應時間和前驅(qū)物顆粒大小是制備MX e n e的關(guān)鍵。312 ThAICzThC:50215.42 20.51 10402018.62 20.89 （25FIL R督判看，1、i的立生奪皙Tabk1 E現(xiàn) rrimmliciMrnTrr，F(xiàn) hpfrpHrt叫 difFinmlEihltiS nlmLihig .玷毗|&上九Ai1 111RfE。! sHF Eiir.I rttir/ liMAXMXrihrTh AKTaCK佃IdL 3, E15 nlMRVtAICVzCTrMJ如I * ld洱73n1Tn AlCtTuCfl-即T 產(chǎn)18.42I A.iFiS=1工口

3、向 npi(VMCrft h AICi，$簿rrhd17.7 324. 2 &一丁( Tv-V-, :)| Air,，I ia. s V|. ： % G LMl標1915L泊17.8(rirThAlCN展CMT工揖1&18.4122.北THlAlClT業(yè) CT.If阻OE前3:9kH焙5上34.1 930.47:同(Vi ; Ik e J i T B即,PtItaB23,873凡3 5門一支QhLMMT.加IS, Ifl之 1。手|-二M.v-TiAKr1MolTtC|X FI題1 R, (5Q場馴rai叫o； - .Mii.KCtT, 98重量純度，上?；洯h(huán)新材料技術(shù)有限公司)為原料。通常，

4、將3g Ti3AlC2粉末浸入 HF溶液中(40wt% , 50mL),在40c攪拌48小時，對Al層進行刻蝕。將所得樣品用去離子( DI)水漂洗除去殘渣酸，然后在60c下真空干燥24小時。將制備的Ti3C2 (0.3g)加入到40毫升的DI水中，進一步超聲處理1小時。Commercially available Ti3AlC2 powders (98 1wt% purity, Shanghai Yuehuan New Materials Technology Co., Ltd.) were used as the raw material. Typically, 3.0? of Ti3AlC

5、2powder was immersed in HF solution (40?vt%, 50 ?mL) and stirred at 40 ?C for 48 ?i to etchthe Al layers. The resulting sample was rinsed with de-ionized (DI) water to remove the residue acid, and then dried at 60?C for 24 ?i under vacuum.Ti3c2-MxEn 的合成(MXene-Based Electrode with Enhanced Pseudocapa

6、citance and Volumetric Capacity for Power-Type and Ultra-Long Life Lithium Storage )通過將1 g Ti3AlC2粉末在LiF (1.32 g )和鹽酸(6 M, 20 mL )的混合溶液中蝕刻 35 C, 24小時，合成了 Ti3C2 MxEN ,經(jīng)過用去離子(DI)水多次離心-漂洗循環(huán)，將產(chǎn)物 分散在500毫升DI水中并保持超聲 3小時后，用2000 rpm 離心1小時收集的深綠色上清 液，并在使用前在 4c的N2充液瓶中儲存。The Ti3C2 MXene was synthesized by etchin

7、g 1.0 g of Ti3AlC2 powder in a mixture solution of LiF (1.32 g) and hydrochloric aci d (6 M, 20 mL) for 24 h at 35 C. After severalcentrifugation -rinsing cycles with deionized (DI) water, the products were dispersed in 500 mL of DI water and kept under ultrasonic for 3 h. The dark green supernatant

8、 was collected by centrifugation at 2000 rpm for 1 h and stored at 4 G-fiHeN2)ottles beforeuse.Ti3C2Tx MxNe 的合成(Surface Functional Groups and Interlayer Water Determine the Electrochemical Capacitance of Ti3C2Tx MXene )Surface Functional Groups and Interlayer Water Determine the Electrochemical Capa

9、citance of Ti3C2Tx MXene固-液反應制備多孔陶瓷載體。(54)在一個典型的合成，兩件總重量約2克，整體分別浸泡在6和15 mol/L的HF溶液10mL （國藥集團化學試劑有限公司，上海，中國）在室溫下72和48ho將所得粉末真空過濾并用去離子水洗滌幾次。然后，將去離子水加入到分 離的濕沉積物中，然后在脈沖模式下超聲處理1小時，并在2000轉(zhuǎn)/分鐘離心30分鐘以除去大顆粒。在傾析后，獲得黑色TI3C2TX MXON 膠體上清液以進一步使用。Synthesis of Ti3C2Tx MXeneThe porous Ti3AlC2 monolith was prepared b

10、y means of a solid-liquid reaction.(54) In atypical synthesis, two pieces of the monolith with a total weight of roughly 2 g were immersed in 10 mL of 6 and 15 mol/L HF solution (Sinopharm Chemical Reagent Co., Ltd., Shanghai, China) at RT for 72 and 48 h, respectively. The resulting powders were va

11、cuum filtered and washed several times with deionized water. Then, deionized water was added into the as-separated wet sediment, followed by sonication in a pulse mode for 1 h, and centrifuged at 2000 rpm for 30 min to remove the large particulates. After decantation, the black Ti3C2Tx MXene colloid

12、al supernatants were obtained for further use.Opening Magnesium Storage Capability of Two-Dimensional MXene by Intercalation of Cationic SurfactantL- Ti 3C2 制備Fabrication of layered Ti3C2 with an accordion-likestructure as a potential cathode material for highperformance lithium-sulfur batteries通過固-

13、液反應和原位熱壓制備完全致密的多晶Ti3AlC2 , Ti、Al和C粉末的混合物在1500c和25 MPa下混合5分鐘，然后在1200c退火20分鐘。在室溫下通過從 Ti3AlC2 中剝離Al合成。典型的剝離過程可以概括如下：將約 50毫克的Ti3AlC2粉末浸入10 毫升的HF溶液(40重量),并在室溫下攪拌 6小時。所得懸浮液用去離子水反復洗滌，直到其pH值在4至6的范圍內(nèi)。然后離心，以分離粉末。最后，將粉末（與一定量的乙醇混合）進行超聲分散處理幾分鐘，然后在80c的真空烘箱中干燥24小時。圖1示出了剝離過程的示意圖。Alkalized Ti3C2 MXene nanoribbons wi

14、th expanded interlayer spacing forhigh-capacity sodium and potassium ion batteries為了制備A- Ti3C2 MnRs ,首先在密封的塑料容器中合成 Ti3c2-MnSS ,通過在60毫 升HF水溶液（40% ）中，用可編程恒溫振蕩器 （SHIPS溫度SPH-100F ）,將Ti3AlC2（0.5 g）的原始最大相振動處理72小時，并通過高速中心收集。離心 6500 min,離心5次，去離子水洗滌三次，取60c真空干燥12 h ,室溫下（25 C）連續(xù)振蕩處理（250rpm ）制備Ti 3C2 MnRs （1.0g

15、）。120 mL 6 mKOH 水溶液在含僦氣氣氛的密封容器中 72小時，在60 c漂洗和真空干燥后收獲24小時。Binder-free 2D titanium carbide （MXene）/carbonnanotube composites for high-performancelithium-ion capacitors然后在室溫下將 Ti3AlC2粉末浸泡在30 mL 40% HF溶液中攪拌24小時。用HF處理 后，將所得懸浮液離心8500分鐘，從上清液中分離粉末，然后用去離子水洗滌幾次。pH值達到6。將沉淀的粉末凍干，制備 Ti3C2Tx粉末。為了獲得Ti3C2Tx薄片，在室 溫下

16、將一定量的Ti3c2Tx粉末浸入并攪拌在 8毫升四丁基氫氧化鏤溶液（TBaOH 25%） 中，懸浮16小時。在8500轉(zhuǎn)/分鐘離心，用去離子水洗滌幾次以除去TBAOH 。將插入的Ti3C2Tx加入100毫升去離子水中，然后在僦氣氣氛下超聲處理1小時。將溶液以 4000轉(zhuǎn)/分離心30分鐘，收集上清液，其中含有脫層的 Ti3C2Tx納米片。Then the Ti3Alc2 powders were immersed and stirred in 30 mL of 40% HF solution atroom temperature for 24 h. After the treatment wit

17、h HF, the resulting suspension wascentrifuged at 8500 rpm to separate the powders from the supernatants, followed bywashing several times using deionized water until the pH value reached 6. Theprecipitated powders were freeze-dried and thus the Ti3c2Tx powders were prepared.CHha等人研究了從“AIG粉末中除& Al制備的

18、方法.實驗在室溫 下進行，先用TiiAlC和TiC粉末反應制得ThAIG,再用50%的HF溶液選擇性除 去A1制備ThJTw,發(fā)生的化學反應如(M )所示。Ti.AlCi +3HF = A 叼 + 3/211, +TijC;(1-1)使用歸描電子顯放鏡觀察實臉獲得的粉末.發(fā)現(xiàn)一些二維結(jié)構(gòu)的TLC層狀物， 這些層狀物的把形邊緣類似布果申原子房.證實的層狀結(jié)構(gòu),實監(jiān)中還研 究了溫度、浸潤時間和TimAIQj微粒尺寸對TbG轉(zhuǎn)化速率的影響,同時在真空中進 行了去除TLG表面的水或OH的實驗.實驗結(jié)果表明,提高溫度、增加浸潤時間 和降低TAIJ微粒尺寸，可增加CA1Q微粒向二維結(jié)構(gòu)的方亮富工的轉(zhuǎn)化速率

19、口Michael等口網(wǎng)也進行了類似的研究，揩LiF溶于6 M鹽酸中,加入Th A IQ加 熱到40工，持續(xù)45h,然后水洗至:中性，形成類粘土的楣狀物，粘在可滲透水的 膜匕再用滾用機壓成富有彈性的、無支撐的薄膜，直接將薄膜作為電極進行酬量Joseph等”則人采用濺射沉積技術(shù)制備前驅(qū)體TijAlG薄膜,在HF或NH4HF2 溶液中選擇性腐蝕掉AL制得二維姑松的TiC;纖維狀薄膜在溫度為780 C.純 度為99.9999儡的At條件卜，采用直流磁控濺射技術(shù)在ALCk (0001)戰(zhàn)底卜沉枳前 驅(qū)體Ti3Ale二口在沉枳之前,需要對基底進行處理中用丙酮清洗表面.再用異丙蛔漂 洗，花N1中干燥，最后在

20、780 t條件預熱1 ho在室溫卜用兩種化學物旗腐蝕 ThAlC薄膜，一種是質(zhì)或分數(shù)為50%的HF溶液，另一種是濃度為1 V的NHHE 溶液.腐蝕結(jié)束后樣品先用去密子水漂洗再用乙醉漂洗。研究者提出將ThA】G浸 入NHHF二中反應機理(1-2)和O-3)所示七Ti3AlC2 + 3NITJIF, = (NHJyMF. + Ti3C2 + 3/2H3(1-2)Ti3a ”叫明 + bH?O = (NH()劉宇等口W人進行了從TbAlQ粉末中除去AI制-Tha的實驗,采用質(zhì)量濃 度50他的HF浸泡T&A心粉末，粉末的純度為鄴%,在31M）K卜，攪拌24 h后1 Hi去離/水洗滌至pH為5-6,再用

21、無水乙醇洗滌兩次，在空氣中干燥34天獲得 ThCflk將其用二甲基亞械在：31。K卜剝寓24h,然后用去離子水洗滌數(shù)次后, 分故在去離水中，水和樣品的質(zhì)量比為1:100,在一氣氛中超聲4h,在350Qnnp 下超聲10 min.最后真空烘干J劉慧笨也進行了類似的研，3在室溫下稱量I g TVA1Q的加入50 ml.質(zhì)量分數(shù)串形的HF溶液，浸泡10加 然后水洗數(shù)次至中性 再離心，最后在50 X；卜真空干燥獲得ThC燈高宇鵬等呷】人將TiHi. Al和TiC加熱至1450 持續(xù)2 h制備HaAICa在 60 C卜用49%的HF溶液刻蝕24儲 然后用去離子水沖洗至中性，再離心，將懸 浮液在承）它真空

22、干燥箱里烘干，獲得Ti、C訂”對于ThQ的合成來說，Qlhd現(xiàn)研究了 TbAJQ顆粒大小、HF浸泡時間、浸 泡溫度對于形成TbQ的影響,利用5EM, XRD等方法來表征.結(jié)果顯示，增加 浸泡的時間和溫度、感少TiaAlC二的顆粒尺寸.能更快地形成二維Th J材料口具 他研究者也進行類似的合成研究，這種實驗方法的優(yōu)點是實驗條件簡電、易操 作Joseph ”川研究了用HF溶液和NHJIFi溶液進行腐蝕濺射沉積技術(shù)制備的前驅(qū) 體TbAG薄膜對制缶加心的影響,實驗結(jié)果表明,腐蝕相同的厚度時,使用HF 溶液的時間較薪口但是實驗過程中使用的HF溶液中HF易揮發(fā)，對實驗儀器有腐 蝕性，同時對操作者也有傷害。

23、合成的TijAlQ微粒尺寸不均勻，可能會影響HF 溶液選擇性刻蝕AI的徹底程度,同時實驗條件控制不當可能會產(chǎn)生大量二維結(jié)構(gòu) 的ThC層狀物*多層（ML） -Ti3C2Tx顆粒的合成首先，將1.98克LiF力口入30毫升濃鹽酸溶液中。攪拌混合物使鹽溶解。然后，在10分鐘內(nèi)小心加入1克Ti3AlC2粉末，攪拌40 C,攪拌45小時，然后用蒸儲水徹底洗滌，直至上清液達到約 6的pH值。最終產(chǎn)物，具有少量的水，表現(xiàn)出粘土狀性質(zhì)，表示為ML- Ti3C2Tx 顆粒。脫層（D） -Ti3C2Tx薄片的合成將ML- Ti3C2Tx顆粒分散在蒸儲水中，借助超聲波處理（每升水中4克的MxEN ）。然后將混合物在

24、3500轉(zhuǎn)/分鐘離心1小時，收集深綠色上清液。測得d- Ti3C2Tx的濃度確定為0.85毫克毫升-1。通過將已知體積的分層 Ti3C2Tx懸浮液通過聚丙烯（PP）膜過濾，并測定真空干燥后膜的重量 紙狀Ti3C2Tx基電極的合成通過聚丙烯膜過濾二十毫升Ti3C2Tx分散液(0.45 mg mL - 1 ),制得Ti3C2Tx紙。Ti3C2Tx/CTAB 紙通過在 Ti3c2Tx/PP 膜的頂部加入 CTAB水溶液(20毫升，0.01重量)的重疊過濾來制備。將所得濕膜在空氣中干燥，在 60 C,從PP膜剝離，從而產(chǎn)生獨立的Ti3C2Tx/CTAB 紙。另外，用 SDS 或 DTPAP 代替 CT

25、AB 制備了 Ti3C2Tx/SDS 紙或Ti3C2Tx/DTAB 紙作為比較電極。First, 1.98 g of LiFwas added to 30 mL of concentrated HClsolution. The mixture wasstirred to dissolve the salt. Then, 1 g of Ti3AlC2 powders was carefully added over thecourse of 10 min. The reaction mixture was held at 40C for 45 h while being stirred, and

26、then the mixture was thoroughly washed by distilled water until the supernatant reached apH of approximately 6. The final product, with a small amount of water, exhibited clay-likeproperties, indicated as ML-Ti3C2Tx particlesSynthesis of Delaminated (d)-Ti3C2Tx FlakesThe ML-Ti3C2Tx particles were di

27、spersed in distilled water with the aid of sonication (4 gof MXene per liter of water). The mixture was then centrifuged for 1 h at 3500 rpm, and thedark-green supernatant was collected. The concentration of the d-Ti3C2Tx wasdetermined to be 0.85 mg mL-1 by filtering a known volume of the delaminate

28、d Ti3C2Txsuspension through a polypropylene (PP) membrane and measuring the weight of the filmafter vacuum drying.Synthesis of Paper-like Ti3C2Tx-Based ElectrodesTwenty milliliters of Ti3C2Tx dispersion (0.45 mg mL T) was filtered through a PPmembrane to yield Ti3C2Tx paper. Ti3C2Tx/CTAB paper was p

29、repared by adding an overlapping filtration of CTAB aqueous solution (20 mL, 0.01 wt %) on the top of the Ti3c2Tx/PP membrane. The resulting wet film was dried inair at 60 C and peeled offfrom the PP membrane, thus yielding a freestanding Ti3C2Tx/CTAB paper. In addition, freestanding Ti3c2Tx/SDS pap

30、er or Ti3C2Tx/DTAB paper, as the comparison electrode, was prepared by the similar method just using SDS or DTAB to replace CTAB.1 . 2 氟化鋰（L i F ）和鹽酸（H C 1 ）刻蝕2 0 14年發(fā)表于N a t u r eCommunication 上的研究23，首次采用L i F和H C 1混合溶液代替H F作為刻蝕劑在 4 0c下對T i 3Ale 2進行蝕成功制備了 T i 3 c 2 T x。該方法避免了相對危險的H F , 而采用更加溫和的L i

31、F和HC 1 ,這在MXe n e制備方面是一項重要的突破。其詳細制備過程如圖3所示。Ei/m 蘭ShapingElctrod圖3利用LiF和HC1混合溶液制備MXcne的流程圖上而且有許多掉落的小片狀產(chǎn)物附著在T該方法制備的T 13c 2 T x雖然層片形貌不明顯,i 3 C 2 Tx表面（如圖4所示），但是在接下來的超聲剝離中可獲得高質(zhì)量、高產(chǎn)量、大橫向尺寸的單層或少層的T 13c 2 T x納米片（小于5層） ，因此該方法較適合制備片狀T 1 3 c 2 T x。采用氟化鈉、氟化鉀與鹽酸或者硫酸的混合液作為刻蝕劑，也能達到類的結(jié)果。其原理是在刻蝕過程中，L i +、Na+ 和K+ 等堿金

32、屬離子可以插層到MX e ne層間，使得MXe n e層距顯著增大13,導致MXe n e層片間作用力變?nèi)酰瑥脑谥蟮某曊袷幹腥菀追謱颖?總結(jié)了目前利用L i F和HC 1制備MXe n e的實驗參數(shù)。由于刻蝕時間較長以及不能完全刻蝕MAX相目前該方法僅在T i 3Ale 2和Cr2TiAlC2的刻蝕過程中有報道。表 利用l.iF和制加制春泊*的 的安曲舞彼Tshir 2 F rirutiiRil pAFmlix f it pr*pwriTite dif h nnlbj iKine LiF nnid H( 1 MOluftionMXFtrhiriE rHndiltnanr latUre Pf

33、tnirnplfr A-R?E.1 iF nmount &CttidI 1.Temp, VMAXMXcticgTiCT.B 陽6 tILl J24Ai27. tiITi3Ats-l gTbQT.0.674 10niL)2410ii a.2*-253UqTGL1, 2K.$ 3D mL)4255& K5九322：NoiwmlEhtE bv ZXrf (聞依J1. 3 氟化氫?。∟H 4 H F 2 ）刻蝕H a 1 i m等 26采用1 m o 1 /L的NH 4 H F 2作為刻蝕劑，在室溫下刻蝕T i A1 C 2薄膜，成功獲得形貌均勻的T i 3 c 2 T x。文章指出NH 4 +可以在

34、刻蝕過程中插層到MXe n e層間，增大MXe n e的層間距（由1 8 . 6增加至2 4 . 7）。雖然此方法的刻蝕劑由揮發(fā)性很強的H F換成了性質(zhì)相對緩和的NH 4 H F 2 ,但是得到的MX e n e中含有一定量的（NH 4 ） 3 A 1 F 6 ,很難去除。利用NH4HF 2刻蝕T i 3Ale 2薄膜和T i 3Ale 2粉體的XRD知T i 3Ale 2薄膜刻蝕效果較好，而T i 3Ale 2粉體不僅含有大量副產(chǎn)物， 還存在 大量T i 3Ale 2未被刻蝕。1 . 5氫氧化鈉（N a OH）和硫酸（H 2 S O 4 ）刻蝕上述4種方法均會在MX e n e表面引入含氟官

35、能團，而理論計算表明含氟官能團的存在會降低MXe n e的吸附和儲能性能4,2 8。因此，尋求不含氟的刻蝕劑是獲取高性能MX e n e的關(guān)鍵。 X i e等2 9在這方面進行了初步研究，發(fā)現(xiàn)將T i 3Ale 2在8 0c的1 m o 1/L氫氧化鈉中處理1 0 0 h ,接下來在8 0 C的1 m o 1/L硫酸中處理2 h ,可以將T i 3Ale 2的表面刻蝕為MX e n e ,尺寸僅有幾納米， 而這種材料可以作為P t催化劑的支撐物（如圖7所示） 。采用該方法制備的催化劑電化學催化活性顯著 改善，且使用時間延長，但是這種制備方法顯然耗時耗力，并且刻蝕效果較差，應用范圍較 窄。3、高

36、溫氟鹽熔融擴散法優(yōu)點：可通過控制溫度控制 Al擴散，且從熱力學角度來說 Ti-Al鍵能比Ti-C弱缺點：溫度較高，耗能采用氟鹽（5 9% （質(zhì)量分數(shù)）的氟化鉀（KF）、2 9% （質(zhì)量分數(shù)）的氟化鋰（L i F）、1 2 % （質(zhì)量分數(shù)）的氟化鈉（NaF）和114人1?3的混合物在僦氣氣氛保護下于5 5 0 C保溫3 0 m i n ,然后將混合物在稀硫酸（H 2 SO4）中反應1 h ,最后清洗、離心，即得到二維層狀材料T 1 4 N 3 T x。需要指出的是，雖然該方法獲得了MX e n e ,但是引入了氟化物雜質(zhì)，即便接下來采用硫酸可以將氟化物去除，但是無疑增加了工作量。此外在剝離MX

37、e n e納米片時，X R D結(jié)果顯示可能會出現(xiàn)金紅石型二氧化鈦（如圖6所示），這也會影響MX e n e的應用。不同方法制備的MX e n e ,結(jié)構(gòu)和形貌有所差異，例如采用H F刻蝕制備的MX e n e ,結(jié)構(gòu)較為完整，層片清晰，比較適合作為基體材料；利用氟化鋰和鹽酸制備的MXe n e ,層狀結(jié)構(gòu)較為模糊， 表面附著有脫落的MX e n e小片，較為適合制備分層MX e n e ; 借助氟化氫錢制備的MXene層與層分明，結(jié)構(gòu)完整，但是存在難以去除的副產(chǎn)物 （NH4）3 A 1 F 6,可能會妨礙MX e n e的進一步應用；采用熔融氟鹽制備的MX e n e , 其結(jié)構(gòu)完整性難以得到

38、保證，而且需要額外步驟來去除氟化物等雜質(zhì)。 因此，應根據(jù)需要合理地選用方法來制備MX e n e o采用H F制備的MX e n e形成層狀堆垛結(jié)構(gòu)，通過T EM觀察可知每層堆垛又由若干單層MX e n e組成。但是這樣制得的MXe n e ,由于干燥過程中的毛細效應和靜電作用力，導致在堆垛的邊緣處形成“塌縮”結(jié)構(gòu)，從而減小了MX e n e的比表面積，具體過程如圖9所示圖室溫下TiRK被HF刷蝕Ch后FNm的TE腦頂祝形較ES.山的TEM側(cè)視圖.z塌縮”結(jié)構(gòu)形成示意圖；/ThSiQ、TilQ 在LiFNaFKF熔鹽中的腐蝕行為研究近來，熔鹽堆作為第四代反應堆之一，由于其固有安全性而受到廣泛關(guān)

39、注。然而，熔鹽堆的高溫工作環(huán)境，對應用在熔鹽堆中的結(jié)構(gòu)材料提出了巨大的挑戰(zhàn)，其中結(jié)構(gòu)材料的腐蝕開裂和輻照脆化是導致材料劣化的主要問題。 MAX相材料是一種新型抗輻照耐高溫結(jié)構(gòu)材料，有望被用在高溫堆中。然而，對于MAX相材料應用于熔鹽，還需經(jīng)過與熔鹽的相容性驗證。 本工作研究了 MAX 相材料在熔融FLiNaK鹽中的腐蝕行為，并對 MAX相材料在熔融氟鹽中的腐蝕機理進行了深入討論。這一研究對于改善和提高MAX相材料的抗熔鹽腐蝕性能具有指導意義。本工作選取兩種最常見的MAX相材料：Ti3SiC2和Ti3AlC2作為實驗對象， 進行這兩種MAX相材料在熔融FLiNaK 鹽中的腐蝕實驗。研究發(fā)現(xiàn)，這兩

40、種MAX相材料在熔融FLiNaK鹽中的腐蝕均表現(xiàn)為 A元素（Si和Al）的流失，區(qū)別在于，Ti3AlC2樣品中Al元素幾乎全部流失，而 Ti3SiC2樣品中Si元素的流失 僅發(fā)生在表層及淺表層，即Ti3SiC2在熔融FLiNaK鹽中的抗腐蝕性能優(yōu)于 Ti3AlC2。由于A元素的流失，原來的六方晶格結(jié)構(gòu)發(fā)生拓撲相變轉(zhuǎn)變?yōu)榱⒎絋iCx結(jié)構(gòu)，并且該腐蝕產(chǎn)物具有類似石墨烯的納米層狀結(jié)構(gòu)。本論文工作還進行了Ti3SiC2在不同溫度和時間下的腐蝕行為研究，測試了不同條件下的腐蝕深度。結(jié)果表明，Ti3SiC2樣品在初始階段發(fā)生很快的腐蝕，隨著時間增長，腐蝕趨于緩慢，腐蝕深度隨時間呈拋物線變化的趨勢，表明 M

41、AX相材料在熔融FLiNaK鹽中的腐 蝕是由元素擴散控制。在不同溫度下的腐蝕數(shù)據(jù)表明，隨著溫度升高，腐蝕深度增大，這是由于溫度升高元素擴散加快所致。Hexagonal Ti3AlC?TijAICsAl dissolution by F-O, )C|J*. 0Cubic HCjlLattice transfermntion complete Al disolutLOJi用工居力1Al6 M六42構(gòu)料堡內(nèi)立方TiU烤構(gòu)過程求意圖表面活性劑選擇插層和分層是大量剝離二維層狀材料獲得單層片狀晶體廣泛采用的方法，如氧化石墨烯就可以通過該方法獲得3 6。由于MXe n e層片間主要以范德華力連接，通過插層和

42、隨之的液相超聲或球磨能剝落MXe n e成為納米片狀材料插層是指在具有層狀結(jié)構(gòu)的基體材料中嵌入客體分子形成夾層結(jié)構(gòu)。將大的聚合物或有機物分子嵌入到MX e n e的層間，可顯著增大MX e n e的層間距，之后采用超聲振蕩的方法破壞層間的鍵力，即可獲得像“紙” 一樣的MX e n e納米片。這種納米片擁有很大的比表面積，為離子提供了更多的吸附位點，可用于鋰/鈉離子電池、超級電容器、吸附劑等領(lǐng)域。目前報道的插層溶劑有二甲基亞碉（DM SO）2 3、二甲基甲酰胺（DMF）2 3、水合腫（HM） 2 3, 3 7 、氨水35、尿素35、四丁基氫氧化錢（T B AOH）3 8 等。此外一些堿（如 Li

43、OH、NaOH、KOH、NaHCO3 等39 40）、 有機物分子10、芳基重氮鹽4 1和酸堿鹽中的陽離子如L i +、Na+、K +、Mg2+、 Al 3 +等1 3也能夠插層到MXe n e層間，從而增加MXe ne沿c軸方向的層間距。穩(wěn)定性MXe n e在空氣（氧氣）氣氛和高溫環(huán)境下是不穩(wěn)定的L i等4 2 發(fā)現(xiàn)T i 2 CT x在0 . 1 P a的環(huán)境中加熱，隨著溫度升高，雖然T i 2CT x表面的官能團（OH、 F等）會被去除，但是加熱到5 0 0 K以上就會有大量的銳鈦礦型T i O 2生成MX e n e在空氣及真空中存儲是穩(wěn)定的，但在水溶液中可被氧化。 僦氣保護的水中和未

44、去除氧氣的水中存儲兩周時間，前者保持黑色不變，而后者轉(zhuǎn)變?yōu)槟G色。這是因為MXe n e層間會自發(fā)塌縮和堆垛3 4,大幅度降低MXe n e的比表面積，減少L i + 的吸附位點，而且塌縮和堆垛會引發(fā)。MXe n e垂直層間方向電阻率的大幅升高，進一步阻礙L 1 +的傳輸，從而導致其電化學性能降低58。理論計算：分析預測下列最大相位有更好的成功剝離 2D Myxes的可能性：Ti2CdC , Zr2AlC、Ti3AuC2、Ti5AlC4、Zr2Cn、Hf2AlC、Ti2Gac、Ti4GAC3、HF2C , Nb5AlC4 , Hf2TLC , Ti2Cn , Ti2TLC , Nb2Gac ,

45、 Hf2PBC , Ta5AlC4 , Ti3SiC2 , Ti4SiC3 , Ti3GeC2 , N2BiN , Ti2GeC ,Ti4GeC3 , Hf2SnC、Mo 2GAC、Ti2SiC、Ta2GaC、Cr 2GaN、Ti3IrC2、V2GAC ; Ti2Ni, Ta2AlC2 , Ti2PbC , Ta2AlC , Cr 2Gac , V4AlC3 ,V3AlC2 ,和Ti2SnC因此，我們期望各種2D Mexes可以是合成了 Ti2C、Ti3C2、Ti4C3、Ti5C4、Ti2N、Zr2C , HF2C , V2C , V3C2 , V4C3 ,NB2C, Nb5c4, Ta2C

46、, Ta5c4 , C2C , CR2N ,和 MO2cTable 1ft 1Djf iercnliMXz正不同性生的鼠以廳斌*立里數(shù)出pcricrmaLLCT- Il-e 1 m9rhlsndl Il+1 p 一sjblIqe of MXc n測博材科慎性俄土茶杜嘏壟碌w光學性能年一第一計算1 +面/JJ法)一仔加，衲反時率.別為 IC.iI0,1L 43.10. S) JI.3SL9JTi C將0食性IZALl廠柞口 t在HF |痢怏1 h到Ar氣，.RT到8no七售定.d，瓶旦祝銖丁型Til)：1打口仁Zl華忖酢一一耨試儀拄伸器m土& 期1、,性氏理母；：.J)GPa141Ti t玷陵性

47、院電化半r.幅心可需子也域杓小電槐.在IC的恬卓卜,業(yè)需址為123.4 uAb/|LIAJTi ( (riiO；化性靛熱介析空理AP的痔分解度為W2. X -6 AP 的，解混發(fā)密聞L5 X屏低了 121. 4 T刃收冏性能氓外茫常ft州譚N葉力代轉(zhuǎn)啊神口客早為V niK k22 ：第2種方法是采用氟鹽刻蝕的方法.該方法可有效地將 A1原子剝離出來,并且不破壞原來的層狀結(jié)構(gòu),實酷安全性 較高空工 Michael Ghidiu等二也將氟化鋰溶解在6 mol/L的 最化氫中.隨后加入KAlC,it 10 t保溫13 h.AI元素最終 被取代,從而得到層間距較寬的二維晶體化合物TiC丁-剜慢粗料的_

48、推打M的史孚肯宿裹市為FK土T.,其中 姓虎的也他特腌力.里無反近過程鞭導出反應方程式M I =lF ffl UH. JirtepLi llalini 選用 NH HF 代件 HF 卜；溶清.副篙州帶有NII和ll插品的二班*t科，R星同就TiALf P3NJE.HF (NH I Aik - 3/2H -FTi C作將列.illEM HF需灌削性忠州印Ti.3岳間lifli . Aft201 2年.Xie等一。梟用水熱法將TiA1C浸泡在裝有氯化氫的聚四氟容器中制備出TLC ,實驗表明MAX相的反 應活性主要依賴酸與A1元素之I可的反應通過酸腐蝕MAX 相中的Al元素制備出一維材料.圖3為采用

49、水熱法和氟鹽 刻蝕ThAlC的XRD圖譜。小用山1=：j 產(chǎn)中,400目)緩慢加入到混合刻蝕劑中 MAX相的加入量按照 與LiF的域量比1:1口由反應比較劇烈，為了防止溶液或出，避免熱量過度枳 累，每次操作時，采取少員名次加入的方式，加入完成后.封閉燒杯.將燒杯 冒于恒溫磁力攪拌裝置中.保持溫度45攪拌速率SOOrpm* Ti*AlG刻蝕過 程反應方程式如下，Ti3AlC2+3HF=AlF#3/2H?+TLa( 2-1)TiaC,+ 2HQ=Ti3d (OH)： +H2(2-2)Ti3C2+ 2HF-Ti3C3FH?(2-3)攪拌一定時間后，將腐蝕后的試樣轉(zhuǎn)移到塑料離心管中，用離心機在3500

50、 rpm下運行10min,之后去除上清液，死】僅沉淀，將去離子水加入到離心管中， 充分震蕩，使得沉淀重新懸浮，青復離心分離步驟，同時每次離心結(jié)束后分別 增力口離心速率至 4000rpm, 5000rpm 6000rpm. 7000 rpm, 8000 rpm,直至上 清液pH達到5.6,最后將沉淀物移至培養(yǎng)皿中，放入烘箱中，在60。(：下干燥 24h,最終得到的粉體即為層狀堆垛狀列的TijQTx(T=O, OH, F)粒子。將干燥后的MXene分散于去離子水中,為了達到更好的超聲效果，按照偵 量體積比MXene： HzO-h 200溶解，在氨氣氣氛的保護下，招聲處理120nun. 然后將溶液抽泄得到沉淀，置于烘箱中干蝶24h,干燥溫度為70年。制備工藝2實驗部分2.1 剝離 MXene(Ti3c2)的制各：稱取1 g的Ti3Ale2于100 niL塑料燒杯中，加入10 mL40 w% 的氫班酸溶液在60 c下攪拄18 h后離心。將所得沉淀超聲分散 于15 niL二甲亞颯(DMSO)后在室溫下攪拌18 h,離心后得到 DMSO插層的MXcnc。再將其分散于100 mL蒸飽水中