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1、【 MXene 专题】高储钠性能的3D 大孔 MXene 骨架为了充分发挥其性能优势，人们寻求了许多策略，例如引入夹层隔层和多孔结构。相关的研究表明，在 MXene 纳米片产生中孔之后，锂离子的存储容量增加了四倍。基于密度泛函理论计算， MXene 的层间距离扩大可以实现稳定的多层 Na 离子吸附，从而显着提高其理论容量。图 1. (a)上述处理的 PMMA 球体的 SEM 图像 , (b)Ti3C2 碎片的 TEM 图像 , (c)Ti3C2Tx/PMMA 混合物和 (d)中空 Ti 球体在去除 PMMA 后的 SEM 图像 , (e)中空 TI 球体和 (f)MXene 层的TEM 图像
2、.图 2. 3D 大孔 MXene 薄膜电极用于钠离子存储时在 0.1mV/s 下的 CV 曲线 (a)和倍率曲线 (b); (c)3D Ti 薄膜电极在不同电流密度下的充放电曲线 ; (d) 3D MXene 薄膜电极与其他报道的材料的容量比较; (e)3D MXene 大孔薄膜电极在2.5C下的循环性能.鉴于此，德雷塞尔大学的 Yury Gogotsi 教授课题组采用牺牲球形聚甲基丙烯酸甲酯 (PMMA) 模板的方法将 2D 过渡金属碳化物 (MXenens) 转化为 3D 大孔骨架。将其应用于钠离子存储方面，表现出极佳的电化学性能。与此同时，为了展示这种制备方法的普适性，作者同时制备了三
3、种结构类似的MXene 材料 (V2CTx ，Mo2CTx 和 Ti3C2Tx 大孔薄膜 )：在 0.2C下， Mo2CTx 、 Ti3C2Tx 和 V2CTx 的可逆容量分别为370mAh/g 、 330mAh/g 和 340mAh/g ；即使在 25C 的超高倍率下，三者依然可以输出125mAh/g 、120mAh/g 和 170mAh/g的容量。合成步骤：Ti3C2Tx空心球的制备：将Ti3C2Tx胶体溶液(2mg/mL)和PMMA球分散体(10mg/mL)直接混合在一起，保持搅拌10分钟。Ti3C2Tx与PMMA球的质量比控制在1:10。然后将混合物以 3500rpm 离心 10 分钟
4、，固体残余物用蒸馏水洗涤，并以 3500rpm 再次离心 10 分钟。之后，收集固体沉淀物，并在 60下真空干燥10 小时，得到 Ti3C2Tx/PMMA混合球体。然后将这些球体在450，氩气下退火1 小时以除去PMMA ，留下 Ti3C2Tx 空心球体。 3D 大孔 MXene 薄膜的制备： Ti3C2Tx 与 PMMA 球的质量比控制在 1:4。然后将混合物超声处理 10 分钟，以确保 Ti3C2Tx 碎片和 PMMA 球体均匀分散。之后，将混合物通过聚丙烯膜(3501 Coated PP,Celgard LLC, Charlotte, NC) 过滤，得到薄膜。将其在空气中室温下干燥10 分钟，并从聚丙烯膜上剥离，得到柔性免支撑的 Ti3C2Tx/PMMA混合物薄膜。 最后在氩气下450退火1 小时以除去 PMMA ，留下大孔 Ti3C2Tx 薄膜。通过改变所用的 Ti3C2Tx 碎片的量来控制薄膜厚度。 通过类似的方法制备具有不同 Ti3C2Tx/PMMA 质量比的 3D 大孔 Ti3C2Tx 薄膜， V2CTx 和 Mo2CTx 薄膜。
