刘兴民，曲 怡，王继杰，朱明伟

(沈阳航空航天大学 材料科学与工程学院，沈阳 110136)

二维材料MXenes是一种新型的二维晶体材料。目前人们已制备出多种MXenes材料(如Ti2C、TiNbC、Ti3CNx、Ta4C3和Ti3C2等)，并对它们的性能进行了广泛的研究。结果初步表明，MXenes有着和石墨烯相类似的片层结构，而且具有良好的自润滑性、韧性、表面亲水性以及金属导电性和电化学性能等特点，可用于催化、润滑、吸附、储能[1]，以及聚合物复合材料加工等多个应用领域。然而，由于MXenes在空气中易发生氧化而导致结构形态发生改变，力学、电化学等性能下降，致使MXenes在发展应用中受到阻碍，因此研究MXenes的抗氧化稳定性具有重要意义。

MAX相是MXenes的前驱体，在以往的实验中普遍使用MAX相作为母相来制备MXenes。MAX相陶瓷材料种类数目庞大，有70种之多，这为MXenes类别的丰富及应用的拓宽奠定了基础。1971年Nowotny等[2]曾提出过渡金属碳化物和碳氮化物的概念，直至2000年美国科学家Barsoum才将这些材料统称为MAX相材料[3]。MAX相是一种三元碳氮化合物，其化学通式可表示为Mn+1AXn(n=1,2,3)。其中“M”是过渡金属元素，如：Sc、Ti、V，Cr等；“A”是元素周期表中第III族或第IV族的元素，如：Al、Si，Ga等；“X”代表C或N或CN等元素[4-5]。MAX相属于六方晶系，其结构是由Mn+1Xn组成的片层与紧密堆积的“A”原子面交替堆垛而成。

1 MXenes的制备

MAX相中M—X键主要是共价键与离子键，化学键结合强度较高。M—A键和A—A键主要由金属键构成，结合强度相对较弱[6]，更加容易断裂，因此“A”层原子较为活泼。制备MXenes是将MAX相的“A”层剥离出来，MAX相及对应的MXenes结构如图1所示[7]。但使用一般的机械剥离法不仅不能分离出完整的MXenes，还会将MAX相材料破坏。……