Ti3C2Tx MXene에서 양이온 삽입에 의한 물의 국소 미세환경 조정

국소 미세환경이 최근 나노물질의 전기촉매 활성에서 주요한 역할을 한다는 것이 밝혀졌습니다. 전해질에 알칼리 금속 양이온을 추가하여 미세환경을 조절함으로써 수소 또는 산소 발생을 억제하여 에너지 저장 시스템의 전기화학적 창을 연장하거나 전기촉매의 선택성을 조정할 수 있습니다. MXene은 전기화학적 에너지 저장 응용에서 잠재력을 보여준 이차원 전이 금속 탄화물, 질화물 및 카바이드의 대가족입니다. MXene의 음전하를 띤 표면 덕분에 층 사이에 양이온과 물 분자를 수용할 수 있습니다. 그럼에도 불구하고 MXene 간섭 공간에서의 수용성 미세환경의 성질은 잘 이해되지 않습니다. 여기서 우리는 간섭된 양이온 및 상대 습도의 함수로서 Ti3C2Tx의 개입된 물에 대한 수소 결합을 조사하기 위해 푸리에 변환 적외선 분광법(FTIR)을 적용합니다. 양이온 교환 후 FTIR 스펙트럼의 상당한 변화는 MXene 층 사이에 갇힌 물 분자의 수소 결합이 강하게 양이온에 의존함을 보여줍니다. 또한, 갇힌 물의 IR 흡광도는 4점 탐침 측정에 의해 추정된 저항률 및 XRD 패턴에서 계산된 층 사이 거리와 상관관계가 있습니다. 이 연구는 양이온 삽입이 갇힌 미세환경을 강하게 조절하여 향후 MXene의 층간 공간에서 전기화학적 반응의 활성 또는 선택성을 조정하는 데 사용될 수 있음을 보여줍니다.