Angewandte Chemie :稳定MXene水溶液水合化学的研究

一、文章概述

MXene在不同领域引起了极大的兴趣，但由于攻击水溶液中的溶解氧和水分子而遭受快速的结构降解。这一缺点从根本上阻碍了对MXene化学性质的长期存储、应用和理解。在本文中，作者报道了一种具有成本效益和环境可持续性的无毒无机盐水化化学方法来长期储存锰的方法。通过降低水活性，有效抑制游离水和溶解氧分子的攻击，同时降低溶解氧的活性。因此，MXene在环境条件下的储存寿命可以显著延长到400天，而不损失内在的表面化学和体载流子性能。90%以上的盐保护剂可以在完全提取MXene后简单蒸发最终废液即可回收，以降低废物排放和处理成本。这项工作为延长MXenes的保质期提供了一种具有高成本效益、加工可持续性和环境效益的、可立即商业化的方法。

二、图文导读

图1.水合化学对MXene的保护机理示意图。

图2.(a)MXene的TEM图像；(b)MXene和MXene在饱和氯化钠溶液中保存一个月后的XPS光谱。(c)受nacl保护的MXene的TEM图像。(d)XRD，(e)拉曼和(f)新鲜和nacl保护的MXene的FT-IR光谱。

图3.(a)光学照片和b)Ti3C2TxMXene在不同浓度的氯化钠溶液中保存1个月后的XRD图样。(c)Ti3C2TxMXene在不同浓度的λ=785nm氯化钠溶液中保存不同时间的归一化紫外-相对峰强度。(d)溶解氧浓度或水活性与Ti3C2TxMXene中的氯化钠浓度或(e)Ti-O比值之间的相关性。(f)Ti3C2TxMXene在不同浓度的氯化钠溶液中抗溶解氧协同氧化或水活性的时间尺度（τ）关系。

图4.Ti3c2Tz/PS装甲粒子的表征：(a，b)SEM图像、(c)XPS测量谱和(d)XPS高分辨率谱。

三、全文总结

综上所述，一种可立即商业化的长期储存水合化学的方法。无机盐的水合作用可显著降低水溶液中溶解氧对水的活性和配合。因此，游离水和氧分子对MXene的攻击可以很大程度上抑制，从而延长至400天，表面化学和载体性质的损失可以忽略不计。MXene可以很容易地冲洗掉，以恢复良好的分散性和内在性质的使用。这种策略避免了使用昂贵和有毒的试剂，以及繁琐的分离。盐保护剂可以通过废液的蒸发进行大量回收，以最大限度地提高成本效益和加工的可持续性。

文章链接：

https://doi.org/10.1002/anie.202113981