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Mxene膜在水处理中取得进展
近年来，科学界对石墨烯的关注热情逐渐拓展到了其他的二维材料上，越来越多的二维材料被发现并研究。当前，一类具有代表性的二维过渡金属碳/氮化物-MXene引起了众多研究人员的广泛关注。与石墨烯相似，二维MXene来源于三维的MAX相。一般来说，MAX材料有一个通用的结构式：Mn+1AXn，其中n等于1、2或者3，M一般是早期的过渡金属，A是主族元素，X是碳或者氮。通过选择性刻蚀MAX相中的A层，即可得到MXene。MXene材料目前已经被广泛应用于超级电容器、锂离子电池、钠离子电池、锂硫电池、催化和重金属离子吸附等领域。
近期，在国家自然科学基金委中德联合实验室项目的资助下，华南理工大学王海辉教授（点击查看介绍）、魏嫣莹副研究员（点击查看介绍）团队与德国汉诺威大学Caro教授合作，将三维的Ti3AlC2（MAX）剥离成二维的Ti3C2TX（MXene）纳米片，通过简单的抽滤以及氢氧化铁纳米颗粒的造孔，成功制备出同时兼具高水通量（大于1000 L m-2h-1 bar-1）和高选择性的Mxene分离膜。这种MXene膜能有效（>90%）除去水中直径大于2.5 nm的粒子。并且该MXene膜在连续进行水净化操作24h后，仍然保持较高的水通量和粒子截留率，展现出了优异的稳定性。该研究为二维MXene材料在膜分离领域的应用开拓了另一片天地，MXene膜有望在很多分离领域（如水处理、气体分离、离子分离及油水分离等）具有广阔的应用前景。
图1：二维MXene膜的制备过程
图2：二维MXene膜的扫描电镜图和元素分布图。
图3：a) MXene膜对具有不同粒径粒子的分离能力；b) MXene膜与当前所报道的其他膜的分离性能对比。
该论文作者为：Li Ding, Yanying Wei*, Yanjie Wang, Hongbin Chen, Jürgen Caro*, Haihui Wang*
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A Two-Dimensional Lamellar Membrane: MXene Nanosheet Stacks
Angew. Chem. Int. Ed., 2017, 56, 1825-1829, DOI: 10.1002/anie.201609306
导师介绍
王海辉教授
http://www.x-mol.com/university/faculty/16827
魏嫣莹副研究员
http://www.x-mol.com/university/faculty/31104