Stabilizing Ti 3 C 2 T x MXene flakes in air by removing confined water

材料科学 结晶学 化学
作者
Hui Fang,Anupma Thakur,Amirhossein Zahmatkeshsaredorahi,Zhen-Yun Fang,Vahid Rad,Ahmad Arabi Shamsabadi,Claudia Pereyra,Masoud Soroush,Andrew M. Rappe,Xiaoji G. Xu,Babak Anasori,Zahra Fakhraai
出处
期刊:Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America [National Academy of Sciences]
卷期号:121 (28) 被引量:1
标识
DOI:10.1073/pnas.2400084121
摘要

MXenes have demonstrated potential for various applications owing to their tunable surface chemistry and metallic conductivity. However, high temperatures can accelerate MXene film oxidation in air. Understanding the mechanisms of MXene oxidation at elevated temperatures, which is still limited, is critical in improving their thermal stability for high-temperature applications. Here, we demonstrate that Ti 3 C 2 T x MXene monoflakes have exceptional thermal stability at temperatures up to 600 ° C in air, while multiflakes readily oxidize in air at 300 ° C. Density functional theory calculations indicate that confined water between Ti 3 C 2 T x flakes has higher removal energy than surface water and can thus persist to higher temperatures, leading to oxidation. We demonstrate that the amount of confined water correlates with the degree of oxidation in stacked flakes. Confined water can be fully removed by vacuum annealing Ti 3 C 2 T x films at 600 ° C, resulting in substantial stability improvement in multiflake films (can withstand 600 ° C in air). These findings provide fundamental insights into the kinetics of confined water and its role in Ti 3 C 2 T x oxidation. This work enables the use of stable monoflake MXenes in high-temperature applications and provides guidelines for proper vacuum annealing of multiflake films to enhance their stability.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
张文卓完成签到,获得积分10
1秒前
xff发布了新的文献求助10
2秒前
神羊发布了新的文献求助10
2秒前
Sasap完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
anlikek发布了新的文献求助10
3秒前
223344发布了新的文献求助10
3秒前
桐桐应助Bazinga采纳,获得10
4秒前
morena发布了新的文献求助10
4秒前
强壮的美女完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
5秒前
无花果应助赵振辉采纳,获得10
5秒前
奇遇记完成签到 ,获得积分10
5秒前
De_Frank123发布了新的文献求助30
5秒前
发一篇sci完成签到 ,获得积分10
6秒前
kinly199完成签到,获得积分20
7秒前
Orange应助浮沉采纳,获得10
7秒前
7秒前
7秒前
7秒前
炽天使发布了新的文献求助10
8秒前
上官若男应助轩辕断天采纳,获得10
9秒前
9秒前
Ma完成签到,获得积分20
9秒前
我还不困完成签到,获得积分10
9秒前
10秒前
Lucas应助aran采纳,获得10
10秒前
明天更好发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
祈愿完成签到 ,获得积分10
11秒前
李eng发布了新的文献求助10
11秒前
林林完成签到 ,获得积分10
11秒前
Sherwin应助223344采纳,获得10
12秒前
冰姗完成签到,获得积分10
12秒前
0301完成签到 ,获得积分10
12秒前
的墨发布了新的文献求助10
13秒前
13秒前
MissXia完成签到,获得积分10
13秒前
炽天使完成签到,获得积分10
13秒前
高分求助中
【此为提示信息,请勿应助】请按要求发布求助,避免被关 20000
All the Birds of the World 4000
Production Logging: Theoretical and Interpretive Elements 3000
Musculoskeletal Pain - Market Insight, Epidemiology And Market Forecast - 2034 2000
Animal Physiology 2000
Am Rande der Geschichte : mein Leben in China / Ruth Weiss 1500
CENTRAL BOOKS: A BRIEF HISTORY 1939 TO 1999 by Dave Cope 1000
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3745298
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3288239
关于积分的说明 10057865
捐赠科研通 3004450
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1649662
邀请新用户注册赠送积分活动 785484
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 751098