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Size‐Dependent Electrochemistry of Oxygenated Ti3C2Tx MXenes

MXenes公司 电化学 材料科学 电极 插层(化学) 化学工程 介电谱 石墨烯 循环伏安法 粒径 分析化学(期刊) 无机化学 化学 纳米技术 有机化学 物理化学 工程类
作者
Lei Ling,Jiaxi Yin,Kangbing Wu,Nianjun Yang
出处
期刊:Small methods [Wiley]
卷期号:7 (6) 被引量:8
标识
DOI:10.1002/smtd.202300302
摘要

2D MXenes are widely proved to be potential electrode materials, although the size effect on their electrochemistry is not fully understood. In this work, Ti3 C2 Tx nanoflakes are prepared through acidic etching of Ti3 AlC2 powders, followed by the intercalation treatment with tetrapropylammonium hydroxide. Such a method produces large-scale delaminated and oxygenated nanoflakes. With aid of centrifugation, the nanoflakes with varied lateral sizes and thicknesses are collected, where electrochemical response of charged redox probes and polar phenol molecules is varied. Density functional theory and energy dispersive spectroscopy confirm such electrochemical response is dependent on the size and thickness of used nanoflakes, more exactly the oxygen content on their surface. Taking the nanoflakes obtained using a centrifugal speed of 5000 rpm (MX-TPA0.2 ) as an example, they feature good dispersibility, a high oxygen content, a small size, and a thin thickness. On these nanoflakes electrochemical response of polar p-substituted phenols is pronounced, stemming from a strong electron-withdrawing interaction of their oxygenated termination with the Ar-OH. A sensitive electrochemical sensor is further constructed for the detection of p-nitrophenol. This work thus provides an approach to synthesize MXenes with different sizes and thicknesses as well as further to reveal size-dependent electrochemistry of MXenes.
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