公道设计高效的催化剂是促进锂氧（Li-O2）电池中氧电极反响动力学开展的要害。基于此，成都理工大学舒朝著传授（通讯作者）等人用水热法制备了N掺杂Ti3C2 MXene (N-Ti3C2(H))作为高效的锂氧电池催化剂。
N掺杂增长了N-Ti3C2(H)的无序度，提供了丰厚的活性位点，有利于放电产品Li2O2的匀称构成和剖析。别的，密度泛函实际（DFT）盘算标明，N的引入可以无效地调治Ti在N-Ti3C2(H)中的3d轨道占有，促进Ti 3d轨道与O 2p轨道之间的电子互换，减速氧电极反响。经过DFT盘算了O2、LiO2、Li2O2和(Li2O2)2在Ti3C2、N-Ti3C2(A)和N-Ti3C2(H)上的吸附构型及氧电极反响的自在能图。此中，OER和ORR的速率限定步调辨别为(Li2O2)2团簇的剖析((Li2O2)2* → 2(Li+ + e−) + Li2O2* + O2)和Li2O2的天生(3(Li+ + e−) + LiO2* ↔ 2(Li+ + e−) + Li2O2*)。后果标明，N-Ti3C2(H)具有符合的吸附能和对O2的电荷转移数，标明其具有精良的电催化活性。投影态密度（PDOS）图标明，N-Ti3C2(A) (0.95 eV)和N-Ti3C2(H) (0.17 eV)的带隙比Ti3C2 (1.18 eV)要窄，N-Ti3C2(H)的Ti 3d轨道遭到外表掺杂N的无效调治，标明N-Ti3C2(H)的电导率有所进步。别的，还经过晶体轨道哈密顿布居（COHP）剖析研讨了Ti-O键的成键和反键态。与Ti3C2相比，N-Ti3C2(A)和N-Ti3C2(H)的Ti-O反键态向更高的能级产生位移，而且N-Ti3C2(A)反键态的位移水平低于N-Ti3C2(H)，这标明N-Ti3C2(H)中Ti和O原子之间存在较强的耦合。N掺杂可以无效地调治Ti 3d轨道占有，增长Ti3+的含量，而Ti3+可以在从O2中承受电子的同时将电子转移到O2上，这有利于促进O2的活化。Adjusting the 3d Orbital Occupation of Ti in Ti3C2 MXene via Nitrogen Doping to Boost Oxygen Electrode Reactions in Li-O2 Battery. Small, 2022, DOI: 10.1002/smll.202206611.https://doi.org/10.1002/smll.202206611
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