Ying-Chih Pu, Yi-Chen Yu, Jen-An Shih, Yi-Li Chen, I-Wen Peter Chen
J. Phys. Chem. Lett. 2025, 16, 1, 333–338
國立成功大學 化學系 陳以文教授
光催化水分解可將太陽能轉化為有價值的化學產品，但光催化劑受限於電子電洞對的快速復合及光催化劑活性表面積不足等挑戰。MXenes 是一類新興的二維過渡金屬碳化物和氮化物，具有優異的電導性和可調控的表面特性，使其在能源轉換領域具有廣泛應用前景。MXenes 由 MAX 相經選擇性去除A層元素製備而成，其通式為 MnXn-1Tx（n 為 2-4），其中 Tx代表表面終止基團，如 -F、-O、-OH 或 -Cl。本研究首次成功利用雙（三氟甲烷磺酰基）酰亞胺鋰蒸汽從 Nb₂AlC MAX 相粉末中選擇性蝕刻鋁，合成 Nb₂CTₓ 奈米片（NS），並在其表面原位生成 NbO₂F 奈米粒子，形成 Nb₂CTₓ NS/NbO₂F 複合材料。該材料展現出優異的光電化學性能，其電流密度達 252 μA cm⁻²，分別是 Nb₂AlC MAX 相與 Nb₂C MXene 奈米片的 1000 倍與 10 倍。這項研究為蒸汽輔助合成 MXene 及其複合材料提供了新方向，為光催化與能源相關材料的發現與應用開闢了新的途徑。