Tổng hợp vật liệu 2D-MXene-Ti3C2 bằng phương pháp ăn mòn chọn lọc MAX-Ti3AlC2 trong hydrogen fluoride

Tóm tắt

Vật liệu cấu trúc hai chiều mới - MXene là tên gọi của một số cacbua, nitrua hoặc cacbonitrua kim loại chuyển tiếp, có các tính chất độc đáo như mô đun Young cao, độ dẫn nhiệt, dẫn điện cao, bề mặt ưa nước, có khả năng hấp phụ cao và hấp phụ chọn lọc ion. Vật liệu này đang nhận được sự quan tâm nghiên cứu cho những ứng dụng rộng rãi trong tích trữ năng lượng, xúc tác, cảm biến, điện tử và xử lý môi trường. MXene thường được tổng hợp bằng ba phương pháp: ăn mòn, từ trên xuống và từ dưới lên. Trong đó, ăn mòn là phương pháp được sử dụng rộng rãi. Trong bài báo này, 2D-Mxene-Ti₃C₂ được tổng hợp bằng phương pháp ăn mòn từ tiền chất MAX-Ti₃AlC₂ trong dung dịch HF. Ảnh hưởng của các thông số tổng hợp như nhiệt độ và thời gian tổng hợp đến các tính chất đặc trưng của vật liệu đã được khảo sát. Các kết quả thu được cho thấy, nồng độ HF 30%, nhiệt độ 35^oC và thời gian 36 giờ là phù hợp để tổng hợp được 2D-MXene-Ti₃C₂ có sự tách lớp tốt. Sự ăn mòn chọn lọc nguyên tố Al được xác nhận từ kết quả giản đồ nhiễu xạ tia X (EDX) với sự giảm 94,1% hàm lượng nhôm (từ 24,08 xuống còn 1,43%). Đồng thời, một cấu trúc phân lớp cũng được quan sát trên ảnh hiển vi điện tử quét (SEM).