碳氮化物材料合成有新法

2021-01-08 中化新網

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作者：甘曉 丁蘇雅   來源：中國化工報    2020年05月11日

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　　中化新網訊 日前，中國科學院寧波材料技術與工程研究所與四川大學等單位的研究人員合作，發展出路易斯酸熔鹽合成碳氮化物的通用方法。

　　此前碳氮化物的製備主要通過含氟離子溶液選擇性刻蝕一種被稱為MAX相的陶瓷材料鋁原子層。可採用的含氟離子溶液包括氫氟酸水溶液、氟化鋰和鹽酸的混合物或氟化氫銨等。然而該方法存在操作危害性大、廢物和廢液處置難度與成本較高等諸多問題。

　　針對這些問題，研究人員發現由鈦、鋁、碳3種元素組成的MAX相在氯化物熔鹽中會發生顯著反應，熔鹽中的銅、鐵、鈷、鎳、銀、鎘等陽離子作為路易斯酸發揮了氫氟酸的作用，從而創造性地使用路易斯酸熔鹽剝離MAX相合成出碳氮化物。

　　同時，研究人員通過電化學測試還發現，路易斯酸熔融鹽剝離策略製備的碳氮化物電極在充電循環2400次後，容量保持率達90%，具有較好的充放電對稱性和優異的循環穩定性，這為該化合物在電化學儲能系統的實際應用鋪平了道路。

　　碳氮化物是2D材料系列的最新成員之一，具有獨特的2D層狀結構、親水性表面和金屬導電性，在諸多領域尤其是電化學儲能領域顯示出獨特的優勢。已有研究表明高導電的碳氮化物具有很強的吸波能力，在5G網絡中的抗電磁幹擾有潛在的應用。


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