氧化劑來輔助HF，含Si的MAX也輕鬆搞定

選擇刻蝕Si，從Ti3SiC2到Ti3C2

前菜/Appetizer

二維過渡金屬氮化物或碳化物被稱為MXenes，它在儲能、氣體或離子的篩分、光電工程和電磁屏蔽等應用上都極具潛力。目前，MXene往往通過HF刻蝕掉MAX前驅體中的Al來得到，這就大大局限了MAX的種類（A元素必須是Al）。例如，Ti3C2隻能由Ti3AlC2合成，導致難以規模化生產和價格偏高。究其原因，強酸強鹼如HF也難以使MAX中高鍵能的M-A斷裂。

主菜/Main Course

美國德雷克賽爾大學材料科學與工程學院和德雷賽爾納米材料中心Gogotsi教授課題組巧妙地採取氧化劑輔助HF、高選擇性地成功刻蝕了含Si的MAX前驅體。原來，氧化劑會預氧化Si，然後HF再溶解Si的氧化物，從而獲得高穩定性的Ti3C2膠體。通過使用50wt%HF和H2O2輔助的30wt%HF溶液分別處理Ti3AlC2和Ti3SiC2，證明後者可利用更低濃度的HF和更短時間得到Ti3C2。而且輔以豐富的表徵方法，此方法已證實合成的Ti3C2與傳統方法合成的結構相同，並且可以剝離成層間有或者無嵌入物的單獨片層，也可以製成自支撐膜。不僅如此，作者也證明了其他氧化物也可作為輔助劑，但某些氧化劑不好控制、會導致過度刻蝕（如HF/HNO3）。

餐後甜點/Desser

合適的刻蝕劑，製備難題迎刃而解

作者展示了各種各樣的刻蝕劑與HF的混合液，得到了穩定的單層或少層堆垛的Ti3C2。這種方法與傳統以Ti3AlC2為前驅體的刻蝕方法相比，其產物性能不相上下。他們強調了刻蝕劑成分對於發展MXene合成方法的重要性，並為擴大二維材料大家族提出了新思路。文章流暢，且思路清晰，發表在Angew. Chem. Int. Ed.上了！

DOI:10.1002/anie.201802232

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