选用离子液体制备MXenes材料方法

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MXenes是一类二维层叠的过渡金属碳化物、过渡金属氮化物、过渡金属碳氮化合物材料。MXenes的化学通式是M_n+1X_nT_x，M代表过渡金属，X代表C或者N，T则表示端基官能团。随后MXenes族化合物逐渐丰富，目前MXenes被认为是最有前途的电化学材料，例如电能储存材料。

MXenes衍生于MAX相，其中A代表IIIA到IVA的元素。因为M-A键强度弱于M-X键，而能被选择性的去除掉，最终产生MXene。但在刻蚀过程中通常需酸性非常强的试剂。

基此，研究有一种以离子液体(ILs)作为刻蚀剂在水中刻蚀MAX制备MXenes的新方法，该过程不需要使用任何酸性试剂。

为研究IL的刻蚀效果，可选用了Ti₃AlC₂和Ti₂AlC作为MAX相的前驱体。含氟ILs（四氟硼酸盐和六氟磷酸盐）的酸性很温和，且ILs不易挥发但ILs能够完成MAX相中Al的刻蚀，而且完全按刻蚀掉Al需要的时间也比其它非HF刻蚀剂所需要的时间短。其中IL/水混合体系刻蚀过程中，体系的pH值逐渐降低最终到达3，这是由于微量BF₄^-发生了水解生产了HF。

水是含氟离子液体刻蚀剂产生刻蚀效果的必要条件。纯离子液体对MAX相的Al不具有刻蚀能力。所以，含氟离子液体在水中水解生成HF，是产生MAX中Al被刻蚀的原因所在。研究BMIMBF₄和BMIMPF₆两种离子液体的刻蚀能力，由于BMIMPF₆的水稳定性大于BMIMBF₄所以在相同条件下BMIMBF₄展现出更好的刻蚀效率，而且BMIMPF₆的疏水性大，难以和水混合也是导致其效果刻蚀不佳的原因。

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