作为二维材料家族的 “后起之秀”，MXene 凭借优异的导电性、可调控的二维层状结构，以及丰富的表面化学性质，在储能、电磁屏蔽、催化、水处理等诸多领域都展现出了惊人的应用潜力，成为了近年来材料学界的研究热点。但能不能直接做出带正电的 MXene？还能做到绿色、高效、一步到位？
最近，天津大学化工学院杨全红教授团队给出了完美的答案，他们的最新成果刊发在国际顶级期刊《Nature Synthesis》上，开创性地用深共晶溶剂体系，一步就实现了少层荷正电 MXene 的制备，打造出了一种全新的 MXene 材料体系，为 MXene 的绿色规模化应用打开了全新的大门！
传统的 MXene 制备，要先刻蚀掉 MAX 相里的 A 位元素，再插层、剥离，还要后续处理表面官能团，步骤多不说，还容易引入杂质。
而杨全红团队这次的思路，直接把所有步骤 “打包” 成了一步：他们设计了一种基于氯化钴 / 氯化胆碱（CoCl₂・6H₂O/ChCl）的深共晶溶剂（DES）体系，用这个体系作为反应介质，直接把 MAX 相原料转化成了剥离好的 MXene。
这个体系里，路易斯酸性的盐会和 MAX 相里的 A 位元素发生氧化还原反应，完成选择性刻蚀；同时，体系里的有机配体分解的时候，会产生膨胀效应，直接把层间撑开，实现自发的剥离。
就这么一步，刻蚀、剥离、表面功能化三个过程全搞定了！
DES-MXene的一步法合成，来源：原研究论文配图
在X 射线衍射仪（XRD）、透射 / 扫描电子显微镜（TEM/SEM）、X 射线光电子能谱仪（XPS）、Zeta 电位分析仪、电化学工作站等精密仪器加持下，全方位验证全新材料的特性。
这项工作，不仅给 MXene 的制备提供了一种全新的绿色、高效的方案，更重要的是，它首次实现了少层荷正电 MXene 的一步法制备，打造出了全新的材料体系，一下子拓展了 MXene 的应用边界 —— 不管是吸附带负电的水体污染物，还是抑制储能电池里的阴离子穿梭，这种正电 MXene 都能大显身手。
