Synthesis of MAX Phase Nanofibers and Nanoflakes and the Resulting MXenes

Autor: Shao, Hui, Luo, Sha, Descamps‐Mandine, Armel, Ge, Kangkang, Lin, Zifeng, Taberna, Pierre‐Louis, Gogotsi, Yury, Simon, Patrice
Přispěvatelé: Centre interuniversitaire de recherche et d'ingenierie des matériaux (CIRIMAT), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT), Réseau sur le stockage électrochimique de l'énergie (RS2E), Aix Marseille Université (AMU)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Collège de France (CdF (institution))-Université de Picardie Jules Verne (UPJV)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - Chimie ParisTech-PSL (ENSCP), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Pau et des Pays de l'Adour (UPPA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Nantes Université (Nantes Univ)-Université de Montpellier (UM)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM), Université de Montpellier (UM), Lanzhou University, Centre de microcaractérisation Raimond Castaing (Centre Castaing), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Sichuan University [Chengdu] (SCU), Drexel University
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2023
Předmět:
Zdroj: Advanced Science
Advanced Science, 2023, 10 (1), pp.2205509. ⟨10.1002/ADVS.202205509⟩
ISSN: 2198-3844
DOI: 10.1002/ADVS.202205509⟩
Popis: International audience; Layered ternary carbides and nitrides, also known as MAX phases, have attracted enormous attention for many applications, especially as precursors to produce 2D metal carbides and nitrides called MXenes. However, it is still challenging to tune and control the shape/morphology of MAX phase particles at the nanoscale, as they are typically manufactured as large grains using ceramic technology. Herein, nanostructured Ti-Al-C MAX phases with fine-tuned morphology of nanofibers and nanoflakes are prepared by using 1D and 2D carbon precursors at a synthesis temperature of 900 °C. The nanostructured MAX phases are used as precursors to produce nanosized multilayered MXenes, with a considerably shorter etching time and a low reaction temperature. These nanosized MXenes exhibit good electrochemical lithium-ion storage properties and a pseudocapacitive electrochemical signature. The obtained Ti2CTx MXene electrode can deliver delithiation capacity of 300 mAh g−1 at low rates and 100 mAh g−1 when the lithiation/delithiation cycle happens within 30 s. Availability of nanoscale MAX phases and MXene nanoflakes with small lateral size may open new opportunities for both classes of materials.
Databáze: OpenAIRE
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