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二維過渡金屬碳化物 (MXenes) 中表面官能團的多種化學轉化為這一大類功能材料開辟了新的設計空間。我們介紹一個通用的策略通過在熔融無機物中進行取代和消除反應來安裝和去除表面基團鹽。成功合成具有 O、NH、S、Cl、Se、Br 和 Te 表面末端以及裸露的 MXene演示了 MXenes（無表面終止）。這些 MXene 顯示出獨特的結構和電子特性。例如，表面基團控制 MXene 晶格中的原子間距離，和 Tin+1Cn (n = 1, 2) 以 Te2? 配體封端的 MXenes 顯示出巨大的 (>18%) 面內晶格膨脹與塊狀 TiC 晶格相比。Nb2C MXenes 表現(xiàn)出依賴于表面基團的超導性。

圖 1. MXenes 在熔融無機鹽中的表面反應。(A) 蝕刻 MAX 相的示意圖路易斯酸性熔鹽。(B) Ti3C2Br2 的原子分辨率高角度環(huán)形暗場 (HAADF) 圖像通過在 CdBr2 熔鹽中蝕刻 Ti3AlC2 MAX 相合成的 MXene 片材。電子束平行于2 1 10 ? ? ? ? 區(qū)域軸。(C) Ti3C2Br2 MXene 片材的能量色散 X 射線 (EDX) 元素分析（線掃描）。(D) Ti3C2Te 和 (E) Ti3C2S MXenes 的 HAADF 圖像，通過用 Br 代替 Te 和 S 表面基團獲得，分別。(F) Ti3C2□2 MXene（□代表空位）的HAADF圖像，通過反應消除得到Br 表面基團。所有比例尺均為 1 nm。

圖 2. 多層 Ti3C2Tn MXene 的分層。(A) 分層過程示意圖。(B) Ti3C2Tn MXenes (T = Cl, S, NH) 在 NMF 中呈現(xiàn) Tyndall 的穩(wěn)定膠體溶液照片影響。(C) 從膠體溶液中沉積的 Ti3C2Cl2 MXene 薄片的 TEM 圖像。（插圖）快速傅里葉突出顯示區(qū)域的變換顯示單個薄片的結晶度和六邊形對稱性。

(D) 多層 MXene 和分層薄片在旋轉澆鑄在玻璃基板上的薄膜中的 XRD 圖案。

圖 3. 表面基團可以在 MXene 晶格中引起巨大應變。(A) 局部原子間Ti2CTn MXenes（T = S、Cl、Se、Br 和 Te）中由原子對的小 r 區(qū)域探測的距離分布函數(shù)，G(r)。垂直線顯示了從粉末 XRD 圖案的 Rietveld 細化獲得的 Ti-C、Ti-T 鍵長和 Ti-Ti1 和 Ti Ti2 原子間距離（虛線線）和 EXAFS 分析（虛線）。(B) Ti2CTn MXenes 的晶胞 (T = S, Cl, Se, Br)從 Rietveld 改進中獲得。(C) 面內晶格常數(shù) a 的相關性[相當于 (A) 中的 Ti-Ti2 距離] 對于 Ti2CTn 和 Ti3C2Tn MXenes 的化學性質表面基團 (Tn)。(D) 提出的 Ti2CTe MXene 晶胞（見圖 S39）。(E) 雙軸應變由表面基團誘導的 Ti3C2Tn MXene 晶格。面內 (ε||) 和面外 (ε⊥) 應變成分是相對于體積立方 TiC 晶格進行評估的，aTiC = 4.32 ?。

圖 4. Nb2CTn MXene 中的電子傳輸和超導性。(A) 冷壓顆粒的溫度相關電阻率Nb2AlC MAX 相和 Nb2CCl2 MXene。（插圖）磁化率Nb2CCl2 MXene 作為溫度的函數(shù)。FC 和 ZFC 對應場冷卻和零場冷卻測量，分別。(B) 冷壓顆粒的溫度相關電阻率Nb2CTn MXenes。（插圖）電阻作為不同溫度下的函數(shù)為冷壓 Nb2CS2 顆粒施加磁場（0 至 8 T）MXene。

二維金屬碳化物 MXenes 的共價表面改性和超導性塔拉平。