Umeå universitets logga

umu.sePublikationer
Driftmeddelande
För närvarande är det driftstörningar. Felsökning pågår.
Ändra sökning
RefereraExporteraLänk till posten
Permanent länk

Direktlänk
Referera
Referensformat
  • apa
  • ieee
  • vancouver
  • Annat format
Fler format
Språk
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Annat språk
Fler språk
Utmatningsformat
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
In situ x-ray diffraction study of MXene synthesis by the reaction of Ti3AlC2 with molten zinc and tin chlorides
School of Engineering Sciences in Chemistry, Biotechnology and Health, KTH Royal Institute of Technology, Stockholm, Sweden.
Umeå universitet, Teknisk-naturvetenskapliga fakulteten, Institutionen för fysik.ORCID-id: 0000-0002-3881-6764
Umeå universitet, Teknisk-naturvetenskapliga fakulteten, Institutionen för fysik.
Umeå universitet, Teknisk-naturvetenskapliga fakulteten, Institutionen för fysik.
Visa övriga samt affilieringar
2025 (Engelska)Ingår i: Chemistry of Materials, ISSN 0897-4756, E-ISSN 1520-5002, Vol. 37, nr 3, s. 1132-1142Artikel i tidskrift (Refereegranskat) Published
Abstract [en]

Using molten salts for etching aluminum (Al) away from the MAX phase for MXene synthesis is an attractive alternative method that allows one to avoid the use of toxic hydrofluoric acid (HF) solutions. However, the mechanism of the MAX phase reaction with molten salts remains to date unclear due to the lack of in situ data. Here, we present a detailed in situ time-resolved synchrotron radiation X-ray diffraction study of the MAX phase annealing in molten ZnCl2 and SnCl2. The reaction of salts with the MAX phase is found to occur in two stages. The initial period of annealing results in the delamination of two-dimensional (2D) Ti3C2 layers, vigorous evolution of AlCl3 bubbles, and dissolution of Zn in a ZnCl2 melt. The chlorine-terminated Ti3C2 sheets formed in the delaminated state are restacked into a relatively well-ordered MXene structure (P63/mmc, a = 3.071 Å and c = 18.577 Å) during the prolonged annealing in molten salts. Surprisingly, the data recorded directly in molten salts at temperatures up to 873 K demonstrate that Ti3C2Clx MXene shows no swelling in both liquid ZnCl2 and SnCl2. The structure of MXene studied directly in the molten salts is found to be the same as in ex situ experiments performed after cooling and water washing under ambient conditions. The absence of the “pristine” melt-swollen phase indicates a rather different mechanism of MXene formation compared to HF-based solution methods. Formation of MXene by gradually removing Al from the MAX phase starting at the edges of flakes and propagating into the deeper parts of interlayers is not possible, since the molten salt is not capable of penetrating between Cl-terminated Ti3C2 layers.

Ort, förlag, år, upplaga, sidor
American Chemical Society (ACS), 2025. Vol. 37, nr 3, s. 1132-1142
Nationell ämneskategori
Materialkemi Oorganisk kemi
Identifikatorer
URN: urn:nbn:se:umu:diva-234887DOI: 10.1021/acs.chemmater.4c02989ISI: 001401451000001Scopus ID: 2-s2.0-85215866707OAI: oai:DiVA.org:umu-234887DiVA, id: diva2:1936767
Forskningsfinansiär
Energimyndigheten, 50620-1Energimyndigheten, 48489-1KempestiftelsernaVetenskapsrådet, 2018-07152Vinnova, 2018-04969Forskningsrådet Formas, 2019-02496Tillgänglig från: 2025-02-11 Skapad: 2025-02-11 Senast uppdaterad: 2025-02-11Bibliografiskt granskad

Open Access i DiVA

fulltext(4395 kB)291 nedladdningar
Filinformation
Filnamn FULLTEXT01.pdfFilstorlek 4395 kBChecksumma SHA-512
e0b8a12355da8d995abe0ff04bad796039fbd6a8bd62f7c38394c76a514fc044673f6e16947b21eb9ca45dd5e8273e3ed90dd196831a8b92e5f94f032867ef44
Typ fulltextMimetyp application/pdf

Övriga länkar

Förlagets fulltextScopus

Person

Boulanger, NicolasGurzęda, BartoszLi, GuiTalyzin, Aleksandr V.

Sök vidare i DiVA

Av författaren/redaktören
Boulanger, NicolasGurzęda, BartoszLi, GuiTalyzin, Aleksandr V.
Av organisationen
Institutionen för fysik
I samma tidskrift
Chemistry of Materials
MaterialkemiOorganisk kemi

Sök vidare utanför DiVA

GoogleGoogle Scholar
Totalt: 291 nedladdningar
Antalet nedladdningar är summan av nedladdningar för alla fulltexter. Det kan inkludera t.ex tidigare versioner som nu inte längre är tillgängliga.

doi
urn-nbn

Altmetricpoäng

doi
urn-nbn
Totalt: 414 träffar
RefereraExporteraLänk till posten
Permanent länk

Direktlänk
Referera
Referensformat
  • apa
  • ieee
  • vancouver
  • Annat format
Fler format
Språk
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Annat språk
Fler språk
Utmatningsformat
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf