北科纳米可提供Ti₃C₂Tx MXene的多离子插层（可定制）

研究摘要

MXene相邻层之间的插层离子可以改变层间环境并对电化学离子存储容量的产生影响。为了进一步探究MXene层限域的多离子效应与电化学储能之间的关系，向Al³⁺预插层的MXene中通过自发过程嵌入Co²⁺，Mn²⁺与Ni²⁺。基于（002）晶面取向的移动发现，插层的多离子通过应力可以调控MXenes的层间环境，从而诱导c轴上的晶格收缩。考虑到离子存储的机理-性能之间的关系，多离子在MXene层间空间的占位能够影响电化学性能。该工作为多离子与MXene之间的关系提供新的见解。该工作由吉林师范大学Shichong Xu、鲁铭、中科院沈阳金属所张炳森教授研究团队发表在《Particuology》期刊上。

图文导读

图1. Ti₃C₂T_x层的多离子插层过程示意图。

图2. Al³⁺预嵌入的Ti₃C₂T_x不同离子插层时的XRD图谱与（002）峰的移动、Williamson-Hall 分析。

图3. Al³⁺预嵌入的Ti₃C₂T_x不同离子插层时的SEM与EDX图像。

图4. 多离子嵌入的Ti₃C₂T_x MXene的Raman光谱、红外光谱与高分辨XPS光谱。

图5. 电化学性能测试与交流阻抗。

总结

在MXene相邻层的限域空间内，多离子通过静电相互作用成功地嵌入到Al离子预嵌入的Ti₃C₂T_x MXene中。这些离子的插层可以保留MXene的2D特征，并为原子级层间环境的调控提供了一种新的方法。多离子在MXene层间的存在会形成空间位阻与静电势垒，以传输并存储电解液离子。对多离子与MXene相互关系的探究能够为插层电极的设计提供指导。

文献链接

https://doi.org/10.1016/j.partic.2022.02.006

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