MXenes主要通过在含氟水溶液中选择性蚀刻MAX相来合成，由于其丰富的-O和-OH末端，通常表现出高度亲水性。然而，MXenes的亲水性会降低其在潮湿和水性环境中使用的耐久性和稳定性。在这里，北京航空航天大学杨树斌、杜志国报道了一种新的蚀刻方法，即通过在六氟化硫（SF₆）气体中从Ti₃SiC₂选择性蚀刻Si来合成富氟MXene Ti₃C₂F_x。

本文要点：

1) 在蚀刻过程中，SF₆能够选择性地去除Si物种，从而形成挥发性SiF₄，并且其与Ti₃C₂板的暴露表面有效反应，从而提供具有高达87at.%的-F终止分数和优异疏水性的Ti₃C₂F_x MXene。

2) 这种疏水性Ti₃C₂F_x MXene有利于抑制水诱导的副反应并降低Zn成核能垒，在Ti₃C₂F_x/Zn对称电池中具有1200小时的长循环寿命和高达6.4 mA cm⁻²的优异倍率性能。具有Ti₃C₂F_x/Zn阳极的锌全电池表现出良好的倍率性能和在3.2 A g–1下高达1000次循环的长循环稳定性。

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Guo Yu et.al Controllable Etching of Ti3SiC2 to Produce Fluorine-Enriched, Hydrophobic 2D Titanium Carbide for Ultrastable Zinc Ion Batteries Adv. Energy Mater. 2023

DOI: 10.1002/aenm.202300890

https://doi.org/10.1002/aenm.202300890