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无机化工论文_一步法合成二维Ti_(3)C_(2)及其

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文章摘要:二维过渡金属碳/氮化物（MXene）是一种新型二维材料，可通过从MAX相前驱体中选择性刻蚀A原子层获得。在传统制备MXene的方法中，常用的刻蚀剂是氢氟酸。然而高浓度氢氟酸的使用，不可避免的会带来安全问题，甚至破坏MXene的晶体结构，从而限制本征物理化学性能。本文从典型的碳化物前驱体Ti₃AlC₂出发，使用NH₄BF₄作为刻蚀剂，有效降低体系中的酸的使用量；在反应的过程中，刻蚀A 层的同时，NH₄⁺进入到堆垛层间，扩大层间距，弱化层间作用力。因此，仅通过简单手摇就可以实现高效剥离，得到具有完整晶体结构的二维Ti₃C₂。进一步测试了Ti₃C₂的电化学性能，结果显示：所得的Ti₃C₂在具有优异的性能(扫描速率为5 mV·s^-1时为503 F·g^-1)和循环稳定性(在5 A·g^-1下循环10⁴次后电容保持率为95.8%)，远高于常见的电极材料，如石墨烯、碳管等。这给Ti₃C₂纳米片的合成及应用提供了新的思路。

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