目前，MXene的分散体大多局限于极性溶剂。近日，德雷克塞尔大学米歇尔-巴索姆（Michel W. Barsoum）教授报道了当蚀刻后存在于MXene多层膜之间的锂离子与二(氢化牛油)苄基甲基氯化铵(DHT)交换时，它们变得亲有机，并在非极性溶剂中形成高度稳定的胶体悬浮液。这种快速的阳离子交换发生在环境条件下，生成的二维薄片分散良好，并且保持无氧化物状态。

文章要点

1）通过与低成本表面活性剂DHT的一次阳离子交换，在氯仿、十氢萘、正己烷、环己烷、甲苯和对二甲苯等非极性溶剂中分散和稳定Ti₃C₂T_z多层膜。有机Ti₃C₂T_z悬浮液在这些溶剂中至少稳定10天。DHT-Ti₃C₂T_z在十氢萘去离子水溶液中可稳定30天以上。

2）悬浮液不仅稳定，而且似乎不会被氧化。SEM、TEM、XRD和ATR-FTIR分析表明，Ti₃C₂T_z的结构保持完好，表明该方法可以在需要或优先使用非极性溶剂的应用中使用Mxene。

3）研究人员以MXene多层膜为原料，采用该方法制备了溶液法LLDPE纳米复合材料。结果表明，仅用1.12 vol%DHT功能化的Ti₃C₂T_z可增强LLDPE的机械性能，其弹性模量提高11%，最大拉伸强度提高32%，对于未经处理的MXene复合材料，弹性模量降低2%和最大抗拉强度增加了9.2%。此外，低填充体积分数的DHT-Ti₃C₂T_z对LLDPE的流变性能有明显的改善作用。用DHT-MXene在甲苯中的稳定悬浮液制成的过滤膜表现出赝电容行为，最大电容为305 F g^-1，膜厚>140 mm，负载量超过10 mg cm^-2，表明该材料作为赝电容电极是可行的。

Carey et al., Dispersion and Stabilization of Alkylated 2D MXene in Nonpolar Solvents and Their Pseudocapacitive BehaviorCell Reports Physical Science, 2020

DOI：10.1016/j.xcrp.2020.100042

https://doi.org/10.1016/j.xcrp.2020.100042