本网讯 近日，我校化学与材料工程学院李浩教授团队在MXene再生与性能恢复领域取得重大突破性进展，相关研究成果以“Ion-Confinement-Assisted Erasure Purifies Oxidized MXene for Reuse”为题，发表在国际高水平期刊《Advanced Science》上。该研究由惠州学院为第一单位，联合哈尔滨工业大学、西北有色金属研究院及香港理工大学共同完成，我校张雪峰博士为第一作者，李浩教授与哈尔滨工业大学樊志敏教授为共同通讯作者。研究工作得到了广东省高校创新团队项目、惠州市科技计划项目、粤惠联合基金青年项目资助。
MXenes作为一类极具应用前景的二维纳米材料，凭借其优异的亲水性、高导电性和良好的力学性能，在电化学储能、电磁屏蔽、柔性电子等多个领域展现出广阔应用潜力。然而，环境条件下MXene（Ti3C2Tx）极易发生氧化，转化为绝缘的TiO₂，导致其性能急剧退化，这一问题已成为制约其从实验室研究走向工业化应用的核心瓶颈。目前传统的抗氧化策略仅能延缓氧化过程，而现有报道氧化物移除方法依赖剧毒氢氟酸，存在严重的安全与环境隐患，与MXenes材料无氟化发展趋势相悖。同时，MXenes大规模生产过程中面临的高能耗、高环境负担等问题，也迫切需要开发高效、绿色的回收再生技术。
失效MXenes回收机理图及宏观表征
失效MXene擦除净化机制及10g级回收放大
针对上述关键难题，李浩教授团队创新性地提出了一种离子限域擦除——纯化策略，通过碱性水热处理与短时酸洗相结合的工艺，实现了氧化失效MXenes表面氧化物相的选择性移除与再生。该策略通过构建离子限域界面，有效抑制了MXene在再生过程中的进一步氧化，同时将TiO₂转化为易于酸洗移除的钛酸盐进行移除。该策略具有广泛的适用性，成功应用于不同形貌、氧化状态及复合体系的失效MXene，且在10克级规模放大实验中仍能保持良好的再生效果与性能稳定性。值得关注的是，该工艺还能实现副产物TiO₂量子点的高效回收，使整体资源利用率接近90%，显著降低了材料浪费与环境负担。该技术在成本控制、能耗降低与环境兼容性方面的显著优势，为MXene材料的工业化应用扫清了关键障碍，同时回收再生MXene在电化学储能、电磁防护、红外隐身及智能纺织等多个领域展现出升级再生潜质，对推动MXenes应用及产业可持续化具有重要意义。