MXenes作为一类新型二维材料，具有亲水性强、导电性高、表面官能团丰富、比表面积大、赝电容高等特性，作为电极材料在超级电容器中得到了广泛的应用。然而，由于二维材料层间存在强的范德华力，MXene极易发生片层自堆叠，从而损失大量可用于反应的活性位点，减少离子传输通道，阻碍电解质离子在电极间的快速穿梭，从而极大限制了该材料的电化学性能表现。
对此，西安交通大学电子科学与工程学院电子陶瓷与器件教育部重点实验室、陕西省先进储能电子材料与器件工程研究中心阙文修教授团队利用价格低廉、来源广泛但具有优越柔韧性的一维细菌纤维素作为改性材料，并利用NaOH作为插层剂和碱处理剂，辅助低温退火工艺定向调控二维MXene表面官能团成分，以−Na和−O官能团取代−OH，−F和−Cl等不利官能团，实现了MXene基柔性膜电极的比表面积和比容量的两倍提升。这种利用经济且来源广泛的改性材料，扩张二维MXene层间距，同时定向调控二维MXene表面官能团组成，实现高性能超级电容器用MXene基柔性膜电极的制备策略，为推动超级电容器用MXene基柔性膜电极的工业化转化提供了新思路。
碱处理微孔MXene/细菌纤维素复合柔性膜电极合成示意图
以上研究以《官能团调节增强应用于超级电容器的柔性微孔MXene/细菌纤维素电极的性能》（Regulating Functional Groups Enhances the Performance of Flexible Microporous MXene/Bacterial Cellulose Electrodes in Supercapacitors）为题发表于国际著名期刊《美国化学学会纳米》（ACS NANO）上。西安交通大学电信学部博士生罗艺佳为第一作者，西安交通大学阙文修教授、日本物质材料研究所Joel Henzie首席研究员和澳大利亚昆士兰大学Yusuke Yamauchi教授为共同通讯作者。西安交通大学为第一通讯单位。
阙文修教授团队长期致力于MXenes基纳米复合材料在电化学储能领域的研究，该研究工作是阙文修教授课题组在《先进能源材料》（Advanced Energy Materials）、《先进功能材料》（Advanced Functional Materials）、《微尺度》（Small）、《化学工程杂志》（Chemical Engineering Journal）、《材料化学杂志A》（Journal of Materials Chemistry A）等国际著名期刊发表储能转换领域多项研究成果后的又一重要进展。
论文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.3c11547
