超声辅助刻蚀对Ti3C2Tx微观结构的影响
作者:
作者单位:

1.南京航空航天大学材料科学与技术学院,南京,211106;2.广西大学可再生能源材料协同创新中心,南宁,530004;3.南京市公安局交通管理局科研室,南京,210019

作者简介:

通讯作者:

沈凯,男,副教授,E-mail:shenkai84@nuaa.edu.cn。

中图分类号:

O79

基金项目:

国家重点研发计划专项 2017YFB1103500;国家自然科学基金 11504162国家重点研发计划专项(2017YFB1103500)资助项目;国家自然科学基金(11504162)资助项目。


Effect of Ultrasonic Assisted Etching on Microstructure of Ti3C2Tx
Author:
Affiliation:

1.College of Materials Science and Technology, Nanjing University of Aeronautics & Astronautics, Nanjing, 211106, China;2.Collaborative Innovation Center of Renewable Energy Materials CICREM & Guangxi Key Laboratory of Electrochemical Energy Materials, Guangxi University, Nanning, 530004, China;3.Nanjing Public Security Bureau Transportation Authority Research Office, Nanjing, 210019, China

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    摘要:

    二维层状材料MXene由于其独特的物理化学性质,受到了广泛关注。本文通过超声辅助刻蚀Ti3AlC2的方法制备了多层的Ti3C2Tx,利用X射线衍射仪、N2吸脱附测试、扫描电子显微镜和透射电子显微镜对其微观结构的变化特征进行了详细的表征和分析,并与磁力搅拌刻蚀制备的Ti3C2Tx样品相对比。结果表明,与磁力搅拌刻蚀相比,超声辅助刻蚀可以进一步减小Ti3C2Tx平均薄层厚度和增加原子层间距,主要原因是超声处理能够促进未发生反应的薄片层中Al原子层的刻蚀。刻蚀过程中同一Al原子层有些区域先发生刻蚀,而一些区域依然存在Al原子。探明了附着在Ti3C2Tx表面几十纳米的颗粒是空间群为R3ˉ的六方结构AlF3,并且随着刻蚀时间的增加,其逐渐向非晶体转变。

    Abstract:

    Two-dimensional MXenes attract great interest due to their unique physical and chemical properties. Ti3C2Tx MXene is synthesized by ultrasonic assisted etching. The resulted microstructures are characterized and compared with those Ti3C2Tx samples synthesized via magnetically stirring etching, by X-ray diffractom-eter, N2 adsorption and desorption, scanning electron microscope(SEM) and transmission electron microscope(TEM). The results demonstrate that ultrasonic assisted etching can further reduce the lamellar thickness of Ti3C2Tx and increase the atomic layer spacing, comparing with the method of magnetically stirring etching. A gradual dissolution is observed in the same Al atomic layers during etching. The particles with several tens of nanometers in size are frequently formed in contact with the surface of Ti3C2Tx. These nano-particles are determined to be hexagonal AlF3 with space group of R3ˉ. A gradual change from crystalline form to amorphous structure is also detected for hexagonal AlF3 with prolonged etching time.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

刘赟,郭磊,沈凯,王双宝.超声辅助刻蚀对Ti3C2Tx微观结构的影响[J].南京航空航天大学学报,2019,51(1):106-112

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  • 收稿日期:2018-06-10
  • 最后修改日期:2018-11-02
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  • 在线发布日期: 2019-03-30
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