MXenes因其独特的优势、优异的电导率、可调节的层结构和可控的界面化学而越来越受到人们的关注。然而，MXenes在储能装置中的实际应用受到反应动力学迟缓、活性位点有限、材料利用效率低等问题的严重限制。

有鉴于此，山东大学尹龙卫教授和Zhaoqiang Li等人，综述了通过合理的微结构设计提高MXene基材料的电化学反应动力学和储能性能方面的最新进展。

本文要点

1）首先介绍了MXenes的制备和性能，分为含氟酸刻蚀法和无氟刻蚀法。然后从层间距、多孔结构、端基、表面缺陷等方面对晶体的层间结构设计和界面功能化进行了总结。讨论了基于原位衍生和表面自组装的MXene异质结的构建。基于这些微结构调制策略，重点介绍了MXene在超级电容器、碱金属离子电池、金属硫电池和光电催化方面的最新应用进展。最后，重点介绍了MXene基二维纳米结构未来研究的关键挑战和前景。

2）总结了用于构建协同MXene基异质结的原位衍生和自组装策略，从而获得了优异的电化学性能。原位衍生方法通常赋予MXenes与第二相之间的异质结强化学键，保证了良好的结构稳定性和快速的界面电荷转移。此外，自组装策略在很大程度上保留了MXenes的二维层片状结构而不被破坏，为制备具有优异机械柔韧性的MXene基可穿戴材料提供了可能性。同时，通过自组装的方法可以有效地构建具有分子面对面模型和组合优势的2D-2D MXene异质结，从而大大提高了电化学性能。

3）尽管MXene基纳米材料已经取得了巨大的进展，但在其电化学储能应用方面仍存在一些尚未解决的挑战：1)通过绿色和安全的策略可控地合成MXenes是对MXene基纳米材料应用的基础。2)应大力促进MXene类储能设备的实际应用。3) MXene基材料在电催化方面的应用有待进一步探索。4)MXene基电极在不同循环过程中的结构演变和电化学反应机理有待进一步探索。

参考文献：

Xiaobin Hui et al. Interface Chemistry on MXene‐Based Materials for Enhanced Energy Storage and Conversion Performance. Advanced Functional Materials, 2020.

DOI: 10.1002/adfm.202005190

https://doi.org/10.1002/adfm.202005190