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天津大学杨全红教授领衔的Nanoyang团队及合作者提出一种二维过渡金属碳化物(MXene)制备新方案,能让MXene制备更加绿色高效,为其规模化应用提供了新路径。相关研究成果于3月11日刊发在国际学术期刊《自然-合成》上。

MXene具备优异的导电性、可调控的二维片状结构以及丰富的表面化学性质,在储能、电磁屏蔽、催化等领域展现出广阔的应用前景。然而,当前少层MXene的制备仍普遍依赖复杂的多步工艺流程,且涉及含氟、有毒试剂,导致生产成本居高不下,环境风险较高。

此外,传统制备方法得到的MXene表面荷负电,其应用场景受到限制,规模化应用受到制约。因此,少层荷正电MXene的绿色、高效制备,已成为学术和产业界追求的新增长点。

杨全红团队开创性地提出了一种基于深共晶溶剂的制备策略,从制备端赋予了MXene材料正电荷表面特性,一步实现了少层荷正电MXene的制备,获得了一种全新的MXene材料体系,该材料展现出优异的吸附、储锂和催化特性,还避免了传统制备方法中的多步复杂流程,所用深共晶溶剂价格低廉、绿色环保,为MXene材料的应用拓展和绿色规模化制备提供了全新方案。

少层荷正电MXene的制备过程示意图。(受访者供图)

“这对推动二维材料的可持续制备和规模化应用具有重要意义,有望为我国抢占二次电池、柔性电子器件、电磁屏蔽、未来储能技术等领域的科技制高点提供关键材料支撑。”杨全红说。

该成果由天津大学、四川大学、法国图卢兹大学共同完成。(记者张建新、栗雅婷)

(责编:胡永秋、杨光宇)
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