Angew高温超声剥离实现95％高产率单层MXene制备

Angew高温超声剥离实现95％高产率单层MXene制备

当前单层MXene的制备产率普遍偏低，且不同批次之间的质量和性能存在较大差异，这*大限制了MXene在实际工业中的推广应用。传统的MXene制备手段多采用冰浴超声剥离法，虽能有效控制材料氧化，但由此带来的产率低下和效率低下问题不容忽视。因此，如何突破这一瓶颈，实现高产率、可控性和稳定性的单层MXene制备，已成为推动MXene走向大规模商业化应用的关键问题。

2024年10月14日，Angew报道研究人员创新性地采用高温超声剥离技术，成功破解了多层MXene结构中氢键笼状结构的牢固束缚，实现了单层MXene产率超过95%的高效制备，并展示了该技术在工业化生产中的巨大潜力。

在该项工作中，研究人员将操作温度提升至70°C，通过高温超声解离多层MXene中氢键笼约束的策略，在短短数十分钟内即可将多层MXene高效转化为产率高达95%、尺寸较大且质量优良的单层MXene，显著优于传统制备方法。

这一变革性调整显著降低了氢键笼结构的稳定性，强化了超声空化效应的作用，使得多层MXene能够在更加温和的条件下迅速且彻底地转化为单层纳米片。这一突破为MXene的规模化制备提供了全新的解决方案。

采用该方法制备的高产率单层MXene，其物理和化学性能与传统方法制备的MXene相当，保持了材料的卓越特性，确保了其在实际应用中的可行性和可靠性。研究团队进一步将该工艺成功放大至百克级生产规模，稳定实现了超过90%的高产率。

利用这种高产率MXene制备的高浓度MXene墨水，在印刷和加工领域表现出卓越的性能，相关产品在红外隐身和焦耳加热等方面也展现了优良表现，进一步拓展了MXene在智能可穿戴设备、能源器件和军事红外伪装等领域的应用前景。

文献名称：Scalable, High-Yield Monolayer MXene Preparation from Multilayer MXene for Many Applications

链接：DOI:10.1002/anie.202418420