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二维层状材料MXene制备方法 2018.04.19

| 成果概况

二维材料具有独特的电学、光学和机械性能,而二维的金属碳化物或氮化物(MXenes)作为新型的二维万能材料,具有石墨烯高比表面积、高电导率的特点,又具备组分灵活可调,最小纳米层厚可控等优势,在储能、电磁屏蔽、水处理、气体/生物传感以及光电化学催化等领域拥有巨大潜力。MXene是从多元层状碳(氮)化物中选择性腐蚀出特定原子层而得到的一类新的具有优异导电性、亲水性和独特表面化学环境的二维过渡金属碳(氮)化物。MXenes至少有3种不同的组成,包括M2X,M3X2和M4X3(M为过度金属,X是碳、氮或碳氮化合物);不同组成的MXenes又可有三种不同的结构,包括:单一金属层结构(如Ti2C和Nb4C3)、至少两种金属固溶体结构(如(Ti,V)3C2和 (Cr,V)3C2)以及有序双金属层结构(如Mo2TiC2and Mo2Ti2C3)。我课题组是国内研究MXene材料最早也是研究材料种类最多的课题组之一。现阶段大家已经可以成功制备钛基、铌基、钒基等MXene材料,与此同时大家还通过第一项原理计算研究了MXene 材料物理性质及在电化学储能方面的潜在应用,将理论分析结果与实验结论进行比对,初步建立起材料基本物理化学参数与电化学性能之间的关系模型。现阶段,我实验室已具备大规模制备MXene(Ti3C2TX)的技术与条件。



| 成果成熟度

小试。


| 应用领域及市场前景

柔性MXene材料具有导电率高,性质稳定,电化学性能优异等特点,在储能领域有广泛应用,可以应用于超级电容器、锂离子电池、钠离子电池、太阳能电池等储能装置,还可用于穿戴柔性储能装置,具有强大的商业潜能和市场价值。


| 合作方式

技术作价入股。



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