耿琬琪，杨 硕，曲鸿宵，许耀文，梁振洋，李红梅

（沈阳航空航天大学，辽宁 沈阳 110136）

在高速发展的经济推动下，人类对新能源的需求快速增长。BP2019 世界能源展望预测，以后的能源需求将继续增长，到2040 年，能源消费预计增长约1/3。新兴能源已是必然趋势，其中以MXene 为代表的新型二维材料正在兴起。MXene 的化学式可表示为MnXn-1Tx（n=2～5），其中M 指过渡金属元素，如Ti、V、Cr等；X 为C 或N；Tx为表面官能团，比如F、O、OH等，它们在一定程度上影响着MXene 的化学性质[1]。

1 MXene 的制备

最初，MXene 材料大多由氟化氢（HF）（质量分数为40%～50%）溶液与过渡金属碳化物反应，晶体表面产生的大量含F 官能团会影响材料的亲水性能和界面状态。MXene 是选择性刻蚀掉MAX 相中的A 原子层而获得的M 和X 交替排列的层片状材料。尽管M-A 比M-X 键合力小，但也需要采用适当的方法防止M-X 结构被破坏。如采用高温加热的方法，虽然能将A元素蒸发出来，但是这样也破坏了M-X 的结构，会形成三维M-X 的岩石结构。MAX 相是一个拥有超过60 种化合物的大家族，因此找到一种通用、温和、环境友好型的刻蚀方法是现阶段所需解决的问题[2]。目前的制备方法如下。

1.1 氟化氢（HF）蚀刻

现如今，利用HF 来腐蚀MAX 相获取的MXene是最为广泛的方法。由HF 腐蚀掉Ti3AlC2中的Al 层得到Ti3C2。

但由于此种方法制备出的MXene层片往往含有一定的孔洞，会对其应用产生不利的影响，而且HF 溶液有较大的毒性和较强的腐蚀性，制备过程中容易产生危险，不利因素较多，对环境危害也很大，且实验参数如温度、HF 质量浓度、反应时间等不易控制，所以需要找到通用、相对温和、环境友好的材料来替代HF进行MXene 的制备。……