bevictor伟德官网李輝教授團隊揭示Metal/MXene複合材料可控合成機制

bevictor伟德官网李輝教授團隊在《Nature Synthesis》發表題為“Metal/MXene composites via in situ reduction”的研究論文該研究揭示了金屬在二維MXene材料表面原位還原生長的規律成功制備了多種結構可控的金屬/MXene複合材料為催化、傳感、生物技術等領域提供可定制化的新材料選擇。

金屬/二維材料複合物在衆多領域具有巨大的應用潛力。然而，其合成過程涉及金屬前驅體、載體、還原劑、溶劑，甚至是結構導向劑之間錯綜複雜的相互作用，難以實現金屬的精準調控。為了克服這一難題，團隊基于二維MXene材料上金屬原位還原（自還原）策略，系統研究了金屬在MXene表面成核和生長過程，總結出控制材料結構的三條指導原則：(1) 氧化還原電位決定金屬能否還原。(2) Mn+的配位環境決定金屬在MXene上的沉積位置。(3) 金屬與MXene的晶格匹配度決定沉積金屬的尺寸。

基于上述指導原則，團隊成功合成了多種預測結構的M/Ti₃C₂T_x複合材料，如AgAu_-Edge/Ti₃C₂T_x，AgAu_-Surface/Ti₃C₂T_x，Ag@Au_-Edge/Ti₃C₂T_x，Ag@Au_-Surface/Ti₃C₂T_x，Pd@Au_-Edge/Ti₃C₂T_x，Pt@Au_-Edge/Ti₃C₂T_x (g), Au@Ag@Au_-Surface/Ti₃C₂T_x，Pt@Ag@Au_-Surface/Ti₃C₂T_x，AgPdAu_-Surface/Ti₃C₂T_x和Ag@Pd@Au_-Edge/Ti₃C₂T_x納米結構等。

原位還原策略制備多種M/Ti₃C₂T_x複合材料的設計思路和結構表征

該合成策略還可以拓展到其它二維MXene材料，包括Mo₂CT_x, V₂CT_x, Ti₃CNT_x, Nb₄C₃T_x和Mo₂Ti₂C₃T_x等。采用該可控合成策略，團隊将Au、Ag、Pd等多種金屬組合成功沉積到各種二維MXene材料，制備了一系列M/MXene複合材料，為研究人員提供了多種具有有趣結構和潛在功能的複合材料。

原位還原策略拓展到其它M/MXene的合成

上海師範大學為第一署名通訊單位，張慶蕭博士為論文第一作者，李輝教授為論文通訊作者。該項研究得到國家自然科學基金、資源化學教育部重點實驗室/國際合作聯合實驗室、上海市仿生催化前沿科學研究基地、上海綠色能源化工工程技術研究中心等資助。