近日，我所二维材料与能源器件研究组（DNL21T3）吴忠帅研究员团队发展了一种同时氧化和碱化的新策略，一步法实现了二维金属碳化物纳米片（Ti₃C₂ MXene）向超薄钛酸钠或钛酸钾纳米带的转变，发现其具有优异的储钠和储钾性能。相关研究成果发表在ACS Nano（DOI：10.1021/acsnano.7b01165）上。

　　MXene是一类新型二维金属碳（氮）化物纳米片，具有优异的电化学性能，一般由三元MAX相经化学刻蚀剥离制得，其中M指过渡族金属（如Ti、V、Nb、Ta等），A指Al、Si等，X指C、N。常见的Ti₃C₂ MXene表面具有大量的含氧/氟官能团，作为储能电极材料时易产生较大的不可逆容量，导致可逆比容量与库伦效率较低。因此，需要研发结构和性能稳定的MXene基新型电极材料。

　　该研究团队通过设计一种同时氧化和碱化的新过程，一步法实现了二维金属碳化物纳米片（MXene）向超薄钛酸钠或钛酸钾纳米带的转变，所制备的纳米带具有较大的层间距（0.90~0.93 nm）、超薄厚度（<11 nm）、较窄宽度（<60 nm）以及开放的大孔结构，有利于充放电过程中电解液离子的快速传输以及结构的稳定。因此，该类钛酸钠纳米带在200 mA g-1电流密度下展现出高达191 mAh g^-1的比容量，钛酸钾纳米带具有优异循环稳定性，超过900次的稳定循环且保持较高比容量，明显优于其它的钛基纳米材料。重要的是，Ti₃C₂ 二维纳米片只是60余种 MXene家族中的一种，因此本工作为开发新型MXene衍生功能纳米材料开辟了新的途径。

　　上述工作得到国家重点研发计划、国家自然科学基金、辽宁省自然科学基金、中国博士后基金等项目的资助。（文/图 董琰峰、赵雪君）