《Applied Materials & Interfaces》：硅基纳米受限MXenes的合成及光热处理（IF=9.589）

插层是一种定制层状材料（如碳化钛(Ti₃C₂T_x)MXenes）属性的有效方法。光子烧结是一种采用氙气闪光灯强脉冲光（≈280–1100nm波长范围）的新技术，与传统退火方法相比具有显著优势。光子烧结的脉冲性质可实现快速淬灭，从而捕获亚稳态并形成独特的纳米结构。本文报告了Ti₃C₂T_xMXenes与氨基丙基封端的聚二甲基硅氧烷(氨基-PDMS)的离子交换插层，以及随后应用光子烧结研究插层PDMS的热解。结果表明，对于5kgmol⁻¹氨基-PDMS(5K-PDMS)插层剂，Ti₃C₂T_x的层间距(d间距)从1增加到13.5nm。光子烧结后，插入的PDMS转化为SiOx或氧化硅碳化物，d间距从13.5纳米减小到11纳米。此外，在不同气体环境下以受控压力固化插入的MXenes，本研究观察到MXenes层表面的PDMS转化为碳化硅。这项研究表明，光子烧结是一种有前途的方法，可用于经济高效、即时且可扩展地合成可定制的层状材料，并精确控制层内的纳米结构。

Ti₃C₂MXenes成功地与PDMS插层，并实现了高达26.7nm的层间间距。插层MXenes的光子烧结表明PDMS的热解导致PDMS转化为硅基纳米粒子。然而，目前的挑战是要么去除固化的5KTi₃C₂中的rGO，要么在光子烧结之前去除多余的PDMS。对于未来的工作，我们建议进行详细的研究，以使用理论模型和模拟来优化光子烧结参数（通量、脉冲序列形状、脉冲频率、基底效应、各种气体性质和压力）的影响。这项工作证明了离子交换将PDMS插入预插层的Ti₃C₂T_x是增加MXenes层间间距的有效方法。插层MX烯的光子烧结是一种很有前途的方法，可以将插层剂转化为硅基纳米粒子，并调整MXenes的层状结构以实现所需的应用和特性。此外，这种光子烧结方法适用于卷对卷工业规模工艺，无需进一步化学处理，使其成为一种清洁且经济的2D层状材料加工工艺。

引用：https://doi.org/10.1002/admi.202400447

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