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二維層狀過渡金屬碳化物/氮化物稱為MXenes，是用于電化學儲能有吸引力的替代電極材料。由于其金屬導電性和低離子擴散勢壘，MXenes是鈉離子電池（SIBs）有前景的負極材料。

美國杜蘭大學Michael Naguib等報道了一種新型二維碳氮化物MXene，即Ti₂C_0.5N_0.5T_x（T_x代表表面終端）MXene，這是迄今為止Ti₃CNT_x之后唯一的第二種碳氮化物。

InfoMat：新型MXene的合成及其作為鈉離子電池負極的性能

圖1. Ti₂C_0.5N_0.5T_xMXene的形態和結構特征

這里采用一種新型原位HF(HCl/KF)蝕刻條件從Ti₂AlC_0.5N_0.5合成多層 Ti₂C_0.5N_0.5T_x粉末。自發嵌入四甲基銨，然后在水中進行超聲處理，使這種新型碳氮化鈦大規模分層成為二維片材。獲得的Ti₂C_0.5N_0.5T_x MXene具有高電導率（~435 ± 25 S cm^-1）、大電活性表面積和快速離子傳輸。

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圖2. Ti₂C_0.5N_0.5T_x作為鈉離子電池電極的動力學分析

此外，作者研究了多層Ti₂C_0.5N_0.5T_x粉末作為SIBs負極材料的電化學性能和動力學。與使用相同方法制備的Ti₂CT_x粉末相比，多層 Ti₂C_0.5N_0.5T_x粉末顯示出更高的比容量，在20 mA g^-1下顯示出182 mAh g^-1的比容量，是所有報道作為SIBs電極的多層MXene中最高的，并且具有出色的循環穩定性，循環500次后無明顯容量衰減。這項工作的研究結果表明，開發過渡金屬碳氮化物是控制和增強MXenes性能的一種很有前景的方法。

圖3. Ti₂C_0.5N_0.5T_x作為鈉離子電池電極材料的電化學性能

Synthesis of new two-dimensional titanium carbonitride Ti2C0.5N0.5Tx MXene and its performance as an electrode material for sodium-ion battery. InfoMat 2021. DOI: 10.1002/inf2.12269

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