目前,MXene的主流合成方法是使用含氟酸性水溶液从它们的MAX相中除去A元素层。然而,这种策略对环境有害,并且由于存在-F端基,会损害材料性能(例如超级电容器和锂电池)。
近日,河南大学Zhubing Xiao通过photo-Fenton(P.F .)策略成功制备出具有高达95 wt %的高纯度的无F-Ti3C2 (Ff-Ti3C2)。
文章要点
1)研究人员发现,在P.F .条件下ROS HO•和O2•-自由基的释放可削弱Ti-Al键,并进一步促进高浓度OH-阴离子的形成,从而触发Ti3AlC2中Al层的顺序拓扑化学脱嵌。
2)与传统的HF刻蚀方法相比,在没有−F端基的情况下,Ff-Ti3C2对LiP物种表现出更活跃的化学结合和电催化活性。此外,由于没有−F端基,Ff-Ti3C2具有更好的亲水性和电解液润湿性,这使其在Li−S电池中成为一种很有前途的坚固的硫基主体材料。
3)重要的是,亚Ah级和电解液不足的Li-S软包电池表现出优异的电化学性能和出色的柔性性,达到了330 Wh kg-1的实际重量能量密度和良好的循环性能。因此,这项工作有助于MXene的无氟制备和合成用于柔性Li-S电池的高性能、超柔性正极。
参考文献
Lin Liang, et al, Fluorine-Free Fabrication of MXene via Photo-Fenton Approach for Advanced Lithium−Sulfur Batteries, ACS Nano, 2022
DOI: 10.1021/acsnano.2c00779
https://doi.org/10.1021/acsnano.2c00779