V2CTx热学稳定性的研究

【研究背景】

自从2011年MXene被发现以来，许多研究者都致力于其在不同领域的应用，截至目前，大多数的研究都以Ti基MXene材料为主，如Ti3C2Tx，关于Ti3C2Tx的研究已经被全面、系统地研究。作为新型V-基MXene材料的代表，V2CTxMXene已经在电化学储能领域初露锋芒，如锂离子电池，锂硫电池和传感器等。然而，MXene的热学稳定性和没有被系统地研究，这在一定程度上限制了其在储能领域的实际应用。

【研究背景】

近日，美国奥本大学Carlos A. Carrero教授，在国际知名学术期刊Nanoscale上发表论文，题目为Insights into the thermal and chemical stability of multilayered V2CTx MXene. 文章对V2CTx在不同的气体环境的高温退火处理产物进行了系统研究，分别在还原性的H2，惰性的N2，氧化性的CO2和空气气氛中。这对于V2CTx具有一定的参考意义。

【图文导读】

图1.纯V2CTx的XRD、SEM、Raman及V 2p的XPS图谱。

图2.在N2气氛下600度煅烧V2CTx的XRD、SEM、Raman及V 2p的XPS图谱。

图3. 在CO2气氛下600度煅烧V2CTx的XRD、SEM、Raman及V 2p的XPS图谱。

图4. 在空气气氛下600度煅烧V2CTx的XRD、SEM、Raman及V 2p的XPS图谱。

图5.在H2气氛下600度煅烧V2CTx的XRD、SEM、Raman及V 2p的XPS图谱。

【本文总结】

     N2-处理V2CTx：V2CTx层状结构在600度可以保持稳定，伴随着与内在水分子的反应而产生的轻微氧化；

CO2-处理V2CTx：V2CTx层状结构塌陷，超过300度时发生氧化，形成与VOx的复合物；

空气-处理V2CTx：V2CTx在300度以上完全氧化成V2O5；

H2-处理V2CTx：V2CTx层状结构在一定程度上保持稳定，MXene(0002)峰因为水分子的分解而消失；表面的VOx被还原；超过300度时官能团(OH, O, F)被分解。

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