二维层状过渡金属碳化物纳米片（MXenes），是近年来发现的一种新型低维结构材料。与石墨烯（Graphene）类似，它们拥有较大的比表面积和良好的导电性，同时又具备特有的组分多样性、层厚可控性以及结构可调性。MXenes潜在的应用研究主要集中在储能材料、催化剂载体、吸附介质和传感器等领域上。比如Ti₃C₂、Ti₂C、V₂C、Nb₂C等作为锂离子电池和超级电容器的电极材料，具有较高的比容量（可达410 mAh/g @ 1 C）或体积比电容（可达900F/cm3）以及良好的充放电循环稳定性等；而Ti₃C₂还可用于吸附污水中的二价铅离子以到达净水的目的，实验得到的最大吸附量可达140mg/g；另外Ti₃C₂等MXenes材料还具有较高的载流子迁移率，在半导体器件中具有广阔的应用空间。

　　目前，MXenes的制备主要通过HF酸或NH₄HF₂溶液，在室温或略高于室温条件下对MAX相中的A层原子进行选择性剥离获得。中科院宁波材料所利用放电等离子快速烧结获得的高纯MAX相，通过控制MAX相材料中的M原子和A原子化学计量比，实现了MAX相的完全剥离和高质量MXenes的稳定合成。目前所获得的V₂C、Ti₃C₂等二维纳米片具有单相纯度高、氧化物杂质少、尺寸可控、质量稳定等优点。宁波材料所团队已经在智能材料及电极材料方面应用MXene做了探索性工作，取得了初步的成果。如与宁波材料所陈涛研究员团队合作开展了V₂C@PDMADMA杂化材料的研究，获得了具有良好的温度、CO₂双重响应的智能材料；与中科院兰州化物所阎兴斌研究员团队合作，采用碳纳米纤维桥连Ti₃C₂颗粒，得到了具有高比容量（320 mAh/g @ 1 C）优异倍率特性和循环稳定性（2900 cycles, at 100 C）的锂离子电池负极材料。

　　以上工作已发表在如下国际化学期刊上：Chem. Comm.2015, 51, 314；J. Mater.Chem. A, 2015, 3, 14096。

　图（a）和（b）为MAX相粉体未经控制M/A化学计量比剥离后获得的MXene产物扫描电子显微镜微观形貌图片

（c）和（d）为MAX相粉体优化M/A化学计量比后剥离产物的扫描电子显微镜微观形貌图片

（纳米事业部  黄庆）