CN116553549B - 一种终端基团可控的MXenes材料及制备方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及MXenes二维材料的制备方法技术领域，更具体地说，它涉及一种利用等离子体刻蚀和修饰技术制备终端基团可控的MXenes材料的方法。可控终端基团MXenes材料的化学组成表达式为：M_n+1X_nT_x，其中M代表前过渡金属元素(Sc、Ti、V、Nb、Mo等)，X代表C或/和N元素，T_x代表Cl/Br/I/N/S/P/Si等终端基团基团中的一种或多种，所述MXenes材料包括Ti₃C₂T_x、Ti₂CT_x、Ti₃CNT_x、Ti₂NT_x、Ti₄N₃T_x、Ti₂(CN)T_x、(Ti，V)₂CT_x、(Ti，Nb)₂CT_x、(Ti，Nb)₄C₃T_x、(Ti,V,Zr,Nb,Ta)₂CT_x、TiVNbMoC₃T_x、TiVCrMoC₃T_x、Mo₃C₂T_x、Mo₂CT_x、Mo₂NT_x、Mo_1.33CT_x、(Mo,V)₄C₃T_x、(Mo₂Sc)C₂T_x、(Mo₂Ti)C₂T_x、Mo₂Ti2C₃T_x、(Mo₄V)C₄T_x、Mo_1.33Y_0.66CT_x、V₂CT_x、V₂NT_x、V₄C₃T_x、Nb₂CT_x、Nb_1.33CT_x、Nb₄C₃T_x、(Nb,Zr)₄C₃T_x、Cr₂CT_x、(Cr₂V)C₂T_x、VCrCT_x、(Cr₂Ti)C₂T_x、Ta₄C₃T_x、Ta₂CT_x、Ti₄N₃T_x、Ti₂NT_x、(Ta,Ti)₃C₂T_x、W_1.33CT_x、Zr₃C₂T_x、Zr₂CT_x、Hf₃C₂T_x、Hf₂CT_x、Hf₂NT_x。纯度与产率都大大提高，并且可精准调控表面终端基团。

Description

一种终端基团可控的MXenes材料及制备方法

技术领域

本申请涉及MXenes二维材料的制备方法技术领域，更具体地说，它涉及一种利用等离子体刻蚀和修饰技术制备终端基团可控的MXenes材料的方法。

背景技术

当前二维材料由于具有独特的二维层状结构，展现出离子传输路径短、比表面积大、力学性能优良等优点，这与储能器件对电极材料的要求十分契合，因而在储能领域被寄予厚望。其中，新型二维过渡金属碳化物或氮化物(MXenes)具有亲水表面、赝电容特性以及高导电性等优点，被广泛应用于吸波、储能、催化等领域。目前对于MXenes的研究主要集中于MXenes复合结构调控及其在能源领域的应用，而对MXenes的性质起重要作用的刻蚀方法及其终端基团调控并没有足够的重视。碳化钛Ti₃C₂T_x MXenes在2011年首先被合成，也是被广泛研究的一类MXenes。目前传统MXenes制备采用的湿化学法(液-固反应)和熔盐法(准液-固反应)存在安全性低、终端基团可控性差、反应周期长和刻蚀后续工序复杂(需后续酸/碱/水洗工序)等缺点，严重阻碍了MXenes的大规模应用。因此，设计出一种绿色高效，终端基团可控的MXenes制备方法成为这一领域研究发展突破的关键。

当前MXenes二维材料制备方法存在的主要缺点是：第一，制备单层纳米薄片的效率与产率较低；第二，纯相MXenes制备难度高，易掺杂杂原子终端基团，难以调控种类与比例；第三，制备工艺复杂，一般需后续酸/碱/水洗工序，对环境不友好；第四，反应过程较为危险，成本较高，不利于大规模生产。

发明内容

本公开提供了一种终端基团可控的MXenes材料的制备方法，纯度与产率都大大提高，并且可精准调控表面终端基团。

第一方面，本公开提供一种终端基团可控的MXenes材料，可控终端基团MXenes材料的化学组成表达式为：M_n+1X_nT_x，其中M代表前过渡金属元素(Sc、Ti、V、Nb、Mo等)，X代表C或/和N元素，T_x代表Cl/Br/I/N/S/P/Si等终端基团基团中的一种或多种，所述MXenes材料包括Ti₃C₂T_x、Ti₂CT_x、Ti₃CNT_x、Ti₂NT_x、Ti₄N₃T_x、Ti₂(CN)T_x、(Ti，V)₂CT_x、(Ti，Nb)₂CT_x、(Ti，Nb)₄C₃T_x、(Ti,V,Zr,Nb,Ta)₂CT_x、TiVNbMoC₃T_x、TiVCrMoC₃T_x、Mo₃C₂T_x、Mo₂CT_x、Mo₂NT_x、Mo_1.33CT_x、(Mo,V)₄C₃T_x、(Mo₂Sc)C₂T_x、(Mo₂Ti)C₂T_x、Mo₂Ti2C₃T_x、(Mo₄V)C₄T_x、Mo_1.33Y_0.66CT_x、V₂CT_x、V₂NT_x、V₄C₃T_x、Nb₂CT_x、Nb_1.33CT_x、Nb₄C₃T_x、(Nb,Zr)₄C₃T_x、Cr₂CT_x、(Cr₂V)C₂T_x、VCrCT_x、(Cr₂Ti)C₂T_x、Ta₄C₃T_x、Ta₂CT_x、Ti₄N₃T_x、Ti₂NT_x、(Ta,Ti)₃C₂T_x、W_1.33CT_x、Zr₃C₂T_x、Zr₂CT_x、Hf₃C₂T_x、Hf₂CT_x、Hf₂NT_x。

所制备的单片层MXenes与传统的刻蚀方法相比，纯度与产率都大大提高，并且可精准调控表面终端基团(种类和比例)。制备过程操作简单，无需后续酸/碱/水洗工序；制备过程中避免了含氧基团的吸附干扰，采用无介质刻蚀反应，刻蚀过程无其它官能团引入；所制备的MXenes厚度与尺度大小均匀，刻蚀效率高，并且制备出的合成时间短，反应在十几分钟内完成。

第二方面，本公开提供一种终端基团可控MXenes的制备方法，包括以下步骤：

S1：按照化学计量比称取100g原料粉末，在室温下以300-600rpm min^-1转速下球磨4-6h，结束后样品转移至氧化铝坩埚中，然后放入管式炉内，在氩气环境中，以5℃min^-1的速率升温至指定的反应温度为1300-1600℃，反应5-10h后，随炉冷却至室温，得到的反应产物即为MAX相粉末；

S2：取1-50gMAX相粉末置于等离子处理机中，等离子体处理之前需预先通入高纯度Ar清洗3-4次；气路切换到刻蚀气体进行等离子体处理，得到Cl/Br/I/Si等卤素终端的MXenes材料，具体的等离子体处理工艺参数如下：输出功率100-300W，反应温度为10-60℃，反应时间为5-30min，转速为50-200rpmmin^-1，气体流速为50-200mL min^-1；

S3：取1-50g卤素终端MXenes粉末置于等离子处理机中，将输入的气体换成NH₃/H₂S/PH₃/SiH₄等一种或者多种进行等离子体取代反应，得到T_x＝N/S/P/Si等终端MXenes材料，具体的等离子体处理工艺参数如下：输出功率100-300W，反应温度为10-60℃，反应时间为5-30min，转速为50-200rpm min^-1，气体流速为50-200mL min^-1。

本申请制备总过程反应条件温和，反应安全性高，极大推动了MXenes的大规模制备。

优选的，所述S1中所述MAX的种类包括：Ti₃AlC₂、Ti₃SiC₂、Ti₃ZnC₂、Ti₂AlC、Ti₂ZnC、Ti₂PbC、Ti₃AlCN、Ti₂AlN、Ti₂SiN、Ti₄AlN₃、Ti₂Al(CN)、(Ti,V)₂AlC、(Ti,Nb)₂AlC、(Ti,Nb)₂SiC、(Ti,Nb)₄AlC₃、(Ti,V,Zr,Nb,Ta)₂AlC、TiVNbMoAlC₃、TiVCrMoAlC₃、Mo₃AlC₂、Mo₂AlC、Mo₂AlN、(Mo_2/3Sc_1/3)₂AlC,、(Mo,V)₄SiC₃、(Mo,V)₄AlC₃、(Mo₂Sc)AlC₂、(Mo₂Ti)AlC₂、Mo₂Ti₂AlC₃、(Mo₄V)AlC₄、(Mo₄V)SiC₄、(Mo_2/3Y_1/3)₂AlC、V₂AlC、V₂SiC、V₂AlN、V₂SiN、V₄AlC₃、Nb₂AlC、Nb₂SnC、Nb₂InC、(Nb_2/3Sc_1/3)₂AlC、Nb₄AlC₃、(Nb,Zr)₄AlC₃、Cr₂AlC、(Cr₂V)AlC₂、VCrAlC、(Cr₂Ti)AlC₂、Ta₄AlC₃、Ta₂AlC、Ti₄AlN₃、Ti₂AlN、(Ta,Ti)₃AlC₂、(W_2/3R_1/3)₂AlC(R＝Gd,Tb,Dy,Ho,Er,Tm,Lu)、Zr₃SnC₂、Zr₂SnC、Zr₂InC、Hf₃SiC₂ Hf₂InC、Hf₂SnN。

优选的，所述S2中的所述刻蚀气体为HCl、Cl₂、BCl₄、HBr、Br₂、HI、I₂中的一种或者多种气体。

优选的，所述S1中的所述原料粉末为Ti粉、Si粉和C粉，所述原料粉末的摩尔比为3:1-1.3:2。

优选的，所述S1中的所述原料粉末为Ti粉、Al粉和C粉，所述原料粉末的摩尔比为3:1-1.3:2。

优选的，所述S1中的所述原料粉末为V粉、Si粉和C粉，所述原料粉末的摩尔比为2:1-1.2:1。

优选的，所述S1中的所述原料粉末为Nb粉、Sn粉和C粉，所述原料粉末的摩尔比为2:1-1.2:1。

优选的，所述S1中的所述球磨原料为粉料、玛瑙球和无水乙醇，按所述粉料：所述玛瑙球：所述无水乙醇球磨介质质量比为1-2：3-4：1-2分别加入玛瑙球和无水乙醇球磨介质。

综上所述，本申请具有以下有益效果：

1、由于本申请中所制备的单片层MXenes与传统的刻蚀方法相比，纯度与产率都大大提高，并且可精准调控表面终端基团(种类和比例)；

2、本申请中。制备过程操作简单，无需后续酸/碱/水洗工序；制备过程中避免了含氧基团的吸附干扰，采用无介质刻蚀反应，刻蚀过程无其它官能团引入；所制备的MXenes厚度与尺度大小均匀，刻蚀效率高，并且制备出的合成时间短，反应在十几分钟内完成；

3、本申请备总过程反应条件温和，反应安全性高，极大推动了MXenes的大规模制备。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开的保护范围。

附图说明

1、图1是本申请实施例1Ti₃SiC₂在等离子体下刻蚀5分钟的XRD图；

2、图2是本申请实施例2Ti₃AlC₂在等离子体下刻蚀10分钟的SEM图；

3、图3是本申请实施例3制备的Si终端V₂C-MXene分散液的相机照片；

4、图4是本申请实施例4制备的N终端Nb₂C-MXene的TEM图。

具体实施方式

以下结合实施例对本申请作进一步详细说明，予以特别说明的是：以下实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行，以下实施例中所用原料除特殊说明外均可来源于普通市售。

实施例1

一种终端基团可控MXenes的制备方法，包括以下步骤：

1)按摩尔比3：1：2分别称取73.4g Ti粉、14.3g Si粉和12.3g C粉，合计100g，原料粉体置于玛瑙球磨罐内，然后，按粉料：玛瑙球：无水乙醇球磨介质质量比为1：4：1分别加入玛瑙球和无水乙醇球磨介质，整个装料过程在Ar手套箱中进行，随后，球磨机以300rpm混料球磨4h，所得均匀混料置于80℃真空干燥箱中烘干10h；

2)将步骤(1)中所得混料样品转移至氧化铝坩埚中，于高温管式炉中，通入氩气保护气氛进行无压烧结，以5℃min^-1的速率升温至1300℃，反应5h后，随炉冷却至室温，得到的反应产物即为Ti₃SiC₂ MAX相粉末；

3)将步骤中(2)所得粉末研磨30min，滤过200目孔径的筛网，得Ti₃SiC₂前驱体备用，取1g备用；

4)在等离子刻蚀设备中预先通入高纯度Ar(99.99％)清洗3次。然后，气路切换到以Cl₂作为刻蚀气体，制备出含Cl终端Ti₃C₂-MXene相。刻蚀剂在等离子体源射频作用下激发为等离子体，产生轰击作用，制备得到单片层MXene(T_x＝Cl)；输出功率为100W，反应温度为10℃，反应时间为30min，转速为50rpmmin^-1，气体流速为50mL min^-1。

5)在等离子刻蚀设备中通入高纯度Ar(99.99％)清洗3次，除去上一步骤中残留的刻蚀气体。然后，气路切换为PH₃气体，制备出含P终端的Ti₃C₂-MXene。反应气体在等离子体源射频作用下激发为等离子体，快速取代终端卤素，制备得到单片层MXene(T_x＝P)；输出功率为100W，反应温度为40℃，反应时间为30min，转速为50rpm min^-1，气体流速为50mL min^-1。

实施例2

一种终端基团可控MXenes的制备方法，包括以下步骤：

1)原料粉体按摩尔比份数配比3：1：2，分别称取73.8g Ti粉、13.8g Al粉和12.4gC粉，合计100g，置于玛瑙球磨罐内，依次按质量比粉料：玛瑙球：无水乙醇球磨介质＝1：4：1加入玛瑙球和无水乙醇球磨介质，球磨机在室温下以400rpm min^-1混料球磨5h，所得均匀混料置于80℃真空干燥箱中烘干10h；

2)将步骤(1)中所得混料样品转移至氧化铝坩埚中,置于高温管式炉中，通入氩气保护气氛进行无压烧结，以5℃min^-1的速率升温至1400℃，反应8h后，随炉冷却至室温，得到的反应产物即为MAX相粉末；

3)将步骤(2)中所得粉末研磨均匀30min，滤过400目孔径50μm的筛网，得Ti₃AlC₂前驱体备用，取10g备用；

4)在等离子刻蚀设备中预先通入高纯度Ar(99.99％)清洗4次。然后，气路切换到以HBr作为刻蚀气体，制备出含Br的Ti₃C₂-MXene相。刻蚀剂在等离子体源射频作用下激发为等离子体，产生轰击作用，制备得到单片层MXene(T_x＝Br)，输出功率为200W，反应温度为40℃，反应时间为20min，转速为100rpmmin^-1，气体流速为100mL min^-1；

5)在等离子刻蚀设备中通入高纯度Ar(99.99％)清洗3次，除去上一步骤中残留的刻蚀气体。然后，气路切换为H₂S气体，制备出含S终端的Ti₃C₂-MXene相。反应气体在等离子体源射频作用下激发为等离子体，快速取代终端卤素，制备得到单片层MXene(Tx＝S)；输出功率200W，反应温度为40℃，反应时间为20min，转速为100rpm min^-1，气体流速为100mLmin^-1。

实施例3

一种终端基团可控MXenes的制备方法，包括以下步骤：

1)原料粉体按摩尔比份数配比2：1：1，分别称取71.8g V粉、19.7g Si粉和8.5g C粉，合计100g，置于玛瑙球磨罐内，依次按质量比粉料：玛瑙球：无水乙醇球磨介质＝1：4：1加入玛瑙球和无水乙醇球磨介质，球磨机在室温下以500rpm min^-1混料球磨6h，所得均匀混料置于80℃真空干燥箱中烘10h；

2)将步骤(1)中所得混料样品转移至氧化铝坩埚中,置于高温管式炉中，通入氩气保护气氛进行无压烧结，以5℃min^-1的速率升温至1500℃，反应10h后，随炉冷却至室温，得到的反应产物即为MAX相粉末；

3)将步骤(2)中所得粉末研磨均匀30min，滤过400目孔径50μm的筛网，得V₂SiC前驱体备用，取30g备用；

4)在等离子刻蚀设备中预先通入高纯度Ar(99.99％)清洗3次。然后，气路切换到以I₂作为刻蚀气体，制备出含I的V₂C-MXene相。刻蚀剂在等离子体源射频作用下激发为等离子体，产生轰击作用，制备得到单片层MXene(T_x＝I)；输出功率300W，反应温度60℃，反应时间为5min，转速为150rpm min^-1，气体流速为200mL min^-1。

5)在等离子刻蚀设备中通入高纯度Ar(99.99％)清洗4次，除去上一步骤中残留的刻蚀气体。然后，气路切换为SiH₄气体，制备出含Si终端的V₂C-MXene相。反应气体在等离子体源射频作用下激发为等离子体，快速取代终端卤素，制备得到单片层MXene(T_x＝Si)；输出功率300W，反应温度为60℃，反应时间为5min，转速为150rpm min^-1，气体流速为200mLmin^-1。

实施例4

一种终端基团可控MXenes的制备方法，包括以下步骤：

1)原料粉体按摩尔比份数配比2：1：1，分别称取58.7g Nb粉、37.5g Sn粉和3.8g C粉，合计100g，置于玛瑙球磨罐内，依次按质量比粉料：玛瑙球：无水乙醇球磨介质＝1：4：1加入玛瑙球和无水乙醇球磨介质，球磨机在室温下以600rpm min^-1混料球磨5h，所得均匀混料置于80℃真空干燥箱中烘干10h；

2)将步骤(1)中所得混料样品转移至氧化铝坩埚中,置于高温管式炉中，通入氩气保护气氛进行无压烧结，以5℃min^-1的速率升温至1400℃，反应10h后，随炉冷却至室温，得到的反应产物即为MAX相粉末；

3)将步骤(2)中所得粉末研磨均匀30min，滤过400目孔径50μm的筛网，得Nb₂SnC前驱体，取50g备用；

4)在等离子刻蚀设备中预先通入高纯度Ar(99.99％)清洗3次。然后，气路切换到以I₂作为刻蚀气体，制备出含I的Nb₂C-MXene相。刻蚀剂在等离子体源射频作用下激发为等离子体，产生轰击作用，制备得到单片层MXene(T_x＝I)；输出功率300W，反应温度为30℃，反应时间为15min，转速为200rpm min^-1，气体流速为150mL min^-1。

5)在等离子刻蚀设备中通入高纯度Ar(99.99％)清洗4次，除去上一步骤中残留的刻蚀气体。然后，气路切换为NH₃气体，制备出含N终端的Nb₂C-MXene相。反应气体在等离子体源射频作用下激发为等离子体，快速取代终端卤素，制备得到单片层MXene(T_x＝N)；输出功率300W，反应温度为35℃，反应时间为15min，转速为200rpm min^-1，气体流速为150mL min^-1。

对比例

对比例1

按照实施例2的方法制备终端基团可控MXenes，不同的是，刻蚀气体为三氟化氮气体。

对比例2

按照实施例2的方法制备终端基团可控MXenes，不同的是，步骤一中的反应温度为1800℃。

对比例3

按照实施例2的方法制备终端基团可控MXenes，不同的是，步骤二中反应时使用氩气和溴化氢比例为1：1的混合气体。

如图1是未经过刻蚀处理的Ti₃SiC₂与在等离子体下刻蚀5min的Ti₃SiC₂的XRD图，由图可知，Ti₃SiC₂经过等离子体下刻蚀后，在(002)处的衍射峰向左偏移了约1°，表明生成了MXene。

如图2是Ti₃AlC₂在等离子体下刻蚀10min的SEM图，从图中可以清晰地观察到层状的MXene材料。

如图3是制备的Si终端V₂C-MXene分散液的相机照片，图中分散液在激光照射下具有明显的丁达尔效应，表明成功制备了Si终端V₂C-MXene胶体溶液。

如图4是制备的N终端Nb₂C-MXene的TEM图，图中显示出Nb₂C-MXene的薄层结构，尺寸在4-8μm左右。

以上所述，仅为本公开示例性的具体实施方式，但本公开的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此，本公开的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种终端基团可控的MXenes材料的制备方法，其特征在于，所述终端基团可控的MXenes材料包括Ti₃C₂T_x、Ti₂CT_x、Ti₃CNT_x、Ti₂NT_x、Ti₄N₃T_x、Ti₂(CN)T_x、(Ti,V)₂CT_x、(Ti,Nb)₂CT_x、 (Ti,Nb)₄C₃T_x、(Ti,V,Zr,Nb,Ta)₂CT_x、TiVNbMoC₃T_x、TiVCrMoC₃T_x、Mo₃C₂T_x、Mo₂CT_x、Mo₂NT_x、(Mo,V)₄C₃T_x、(Mo₂Sc)C₂T_x、(Mo₂Ti)C₂T_x、Mo₂Ti₂C₃T_x、(Mo₄V)C₄T_x、Mo_1.33Y_0.66CT_x、V₂CT_x、V₂NT_x、V₄C₃T_x、Nb₂CT_x、Nb₄C₃T_x、(Nb,Zr)₄C₃T_x、Cr₂CT_x、(Cr₂V)C₂T_x、VCrCT_x、(Cr₂Ti)C₂T_x、Ta₄C₃T_x、Ta₂CT_x、Ti₄N₃T_x、Ti₂NT_x、 (Ta,Ti)₃C₂T_x、Zr₃C₂T_x、Zr₂CT_x、Hf₃C₂T_x、Hf₂CT_x、Hf₂NT_x；其中，T_x代表N/S/P/Si的终端基团基团中的一种或多种；

所述终端基团可控的MXenes材料的制备方法，包括以下步骤：

S1：按照化学计量比称取100g原料粉末，在室温下以300-600rpm min^-1转速下球磨4-6h，结束后样品转移至氧化铝坩埚中，然后放入管式炉内，在氩气环境中，以5℃·min^-1 的速率升温至指定的反应温度为1300-1600℃，反应5-10h后，随炉冷却至室温，得到的反应产物即为MAX相粉末；

S2：取1-50gMAX相粉末置于等离子处理机中，等离子体处理之前需预先通入高纯度Ar清洗3-4次；气路切换到刻蚀气体进行等离子体处理，得到Cl/Br/I的卤素终端的MXenes材料，所述刻蚀气体为HCl、Cl₂、BCl₄、HBr、Br₂、HI、I₂中的一种或者多种气体，具体的等离子体处理工艺参数如下：输出功率100-300W，反应温度为10-60℃，反应时间为5-30min，转速为50-200rpm·min^-1，气体流速为50-200mL·min^-1 ；

S3：取1-50g卤素终端MXenes粉末置于等离子处理机中，将输入的气体换成NH₃/H₂S/PH₃/SiH₄中的一种或者多种进行等离子体取代反应，得到T_x=N/S/P/Si的终端MXenes材料，具体的等离子体处理工艺参数如下：输出功率100-300W，反应温度为10-60℃，反应时间为5-30min，转速为50-200rpm·min^-1，气体流速为50-200mL·min^-1。

2.根据权利要求1所述终端基团可控MXenes的制备方法，其特征在于，所述S1中所述MAX的种类包括：Ti₃AlC₂、Ti₃SiC₂、Ti₃ZnC₂、Ti₂AlC、Ti₂ZnC、Ti₂PbC、Ti₃AlCN、Ti₂AlN、Ti₂SiN、Ti₄AlN₃、Ti₂Al(CN)、(Ti,V)₂AlC、(Ti,Nb)₂AlC、(Ti,Nb)₂SiC、(Ti,Nb)₄AlC₃、(Ti,V,Zr,Nb,Ta)₂AlC、TiVNbMoAlC₃、TiVCrMoAlC₃、Mo₃AlC₂、Mo₂AlC、Mo₂AlN、(Mo,V)₄SiC₃、(Mo,V)₄AlC₃、(Mo₂Sc) AlC₂、(Mo₂Ti)AlC₂、Mo₂Ti₂AlC₃、(Mo₄V)AlC₄、(Mo₄V)SiC₄、(Mo_2/3Y_1/3)₂AlC、V₂AlC、V₂SiC、V₂AlN、V₂SiN、V₄AlC₃、Nb₂AlC、Nb₂SnC、Nb₂InC、 Nb₄AlC₃、(Nb,Zr)₄AlC₃、Cr₂AlC、(Cr₂V)AlC₂、VCrAlC、(Cr₂Ti)AlC₂、Ta₄AlC₃、Ta₂AlC、Ti₄AlN₃、Ti₂AlN、(Ta,Ti)₃AlC₂、Zr₃SnC₂、Zr₂SnC、Zr₂InC、Hf₃SiC₂ 、Hf₂InC、Hf₂SnN。

3.根据权利要求1所述终端基团可控MXenes的制备方法，其特征在于，所述S1中的所述原料粉末为Ti粉、Si粉和C粉，所述原料粉末的摩尔比为3:1-1.3:2。

4.根据权利要求1所述终端基团可控MXenes的制备方法，其特征在于，所述S1中的所述原料粉末为Ti粉、Al粉和C粉，所述原料粉末的摩尔比为3:1-1.3:2。

5.根据权利要求1所述终端基团可控MXenes的制备方法，其特征在于，所述S1中的所述原料粉末为V粉、Si粉和C粉，所述原料粉末的摩尔比为2:1-1.2:1。

6.根据权利要求1所述终端基团可控MXenes的制备方法，其特征在于，所述S1中的所述原料粉末为Nb粉、Sn粉和C粉，所述原料粉末的摩尔比为2:1-1.2:1。

7.根据权利要求1所述终端基团可控MXenes的制备方法，其特征在于，所述S1中的所述球磨原料为粉料、玛瑙球和无水乙醇，按所述粉料：所述玛瑙球：所述无水乙醇球磨介质质量比为1-2：3-4：1-2分别加入玛瑙球和无水乙醇球磨介质。