二维MXene材料由于具有优异的物理和化学性质,在能量存储和转化、电磁屏蔽、传感等领域展现出巨大的应用潜力。其中,M4C3Tx (M = V, Nb, Ta) MXene因其具备更大层间距、丰富价态、高稳定性等特点,成为目前MXene材料的研究热点。然而,由于该类少层材料合成较为困难,如前驱体难以获得纯相、多层难以充分刻蚀、插层剂和剥离工艺要求较高等,所以目前对少层M4C3Tx (M = V, Nb, Ta) MXene的研究极少。
鉴于此,研究团队在前期多层M4C3Tx (M = V, Nb, Ta) MXene合成工作的基础上,提出全新优化合成策略(图1),并成功获得无缺陷少层M4C3Tx (M = V, Nb, Ta) MXene纳米片(图2)。研究团队进一步通过真空抽滤少层M4C3Tx (M = V, Nb, Ta) MXene墨水的方式,获得了相应自支撑膜(图3),并发现其具有高导电性、高稳定性和亲水性等特点。该工作将为其它无缺陷少层MXene的合成制备提供指导和借鉴。
上述研究工作得到了国家自然科学基金、安徽省自然科学基金、中国科学院合肥物质院院长基金的资助。