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첨단기술정보

불균질 흑연 탄소박막 상의 MXenes 산화에 의한 나노결정 전이금속산화물 1단계합성

전문가 제언: 금속산화물/탄소로 구성되는 수많은 물질 중에서, 티타늄산화물-탄소혼합물(TiO2-C)이 많은 용도에서 이들의 우수한 성과 때문에 가장 많은 관심을 받아왔다. 예를 들어, 그래핀 상에서 증착된 나노결정의 티타늄산화물은 우수한 광촉매이자, 리튬이온전지(LIBs: Lithium Ion Batteries)내의 뛰어난 전극물질이다. 지금까지 대부분의 합성기술은 최소한 두 개의 주요단계 즉 그래핀 합성과 뒤이은 TiO2 증착을 사용해서 실시되어 왔다.

최근에 저자들은 MXenes라고 표시한 2차원(2D: two-dimensional)의 전기금속 카바이드와 탈질화물(carbonitride)의 새로운 패밀리를 합성하는 방안을 보고했다. 후자는 Mn+1Xn의 조성을 가지며, M은 초기 전이금속을 나타내고 X는 탄소 또는 질소를 나타내며, n은 1, 2 또는 3이다.

2D Ti3C2 또는 Nb2C 분말을 각각 산화시킨 아나타제(TiO2의 형태) 또는 Nb2O5의 산화물 나노결정으로 장식되는 불균일한 흑연질 탄소의 얇은 시트를 합성하는 방법을 보고한다. Ti3C2의 경우에 분말은 1150℃에서 30초간 순간적으로 산화된다. 생성된 혼성구조는 고율의 LIBs 내에서 음극물질로서 양호한 성과를 보였다.