关键词：MXene 浆料，MXene 浆料分散，超高压纳米均质机，高压纳米均质机
作为二维过渡金属碳/氮化物的典型代表，MXene 凭借优异的导电性能、力学性能及电化学活性，在超级电容器、锂离子电池、电磁屏蔽、催化等领域展现出广阔的应用前景。然而，MXene 片层间存在强烈的范德华力，在浆料制备过程中极易发生堆叠团聚，不仅会降低其比表面积与活性位点暴露量，还会严重影响后续成型加工质量与产品性能。传统制备方法如超声分散、机械搅拌等，要么难以突破高浓度体系下的团聚壁垒，要么会造成 MXene 片层结构破坏，制约了其工业化应用进程。TRILOS 超高压纳米均质机凭借独特的高压腔室设计与精准的能量控制技术，成功实现了MXene 浆料的高效分散制备。
一、MXene 浆料制备的核心技术痛点
MXene 通常采用氢氟酸刻蚀 MAX 相材料制得，初产物经洗涤、离心后得到的浆料浓度较低，需进一步浓缩才能满足工业化生产对物料传输效率与加工成本的要求。但在浓缩过程中，随着固含量提升，MXene 片层间距逐渐缩小，片层间的静电引力与范德华力显著增强，极易形成不可逆的团聚体。这种团聚体的存在会带来多重问题：其一，团聚体内部的 MXene 片层无法充分与电解液或其它功能材料接触，导致其导电、电化学等核心性能大幅衰减；其二，团聚的浆料流动性极差，难以通过涂覆、印刷等常规工艺成型，增加了后续加工难度；其三，传统分散手段如高强度超声，虽然能在一定程度上打破团聚，但会产生局部高温与强剪切力，导致 MXene 片层边缘断裂、结构破损，破坏其本征性能。因此，实现高浓度下的高效分散，同时兼顾 MXene 片层结构完整性，成为制约其产业化发展的关键难题。
二、TRILOS超高压纳米均质机的原理和核心技术优势
TRILOS超高压纳米均质机依靠强大压力驱动和分散物料。物料在超高压力下，经过分散单元的狭小缝隙，瞬间产生强大剪切力，将大颗粒物料裁剪成微小碎片。同时，物料高速流动相互撞击，还会形成空穴效应。这些综合作用，让大小不一的颗粒被粉碎并均匀分散。
该设备不堵不漏，配备10寸工业触控屏实时监控压力曲线，至高压力可达3000bar。
图1 均质机原理图
图2 TRILOS超高压纳米均质机
TRILOS 超高压纳米均质机基于“超高压空化+精准剪切+撞击分散”的复合作用机理，能够有效打破 MXene 片层间的团聚作用力；同时，浆料在分散腔室内发生高速剪切与撞击，进一步将残留的微小团聚体分散为单一片层或少量几片的堆叠结构，且整个过程能量传递均匀，避免了局部过度剪切对 MXene 片层结构的破坏。
相较于传统分散设备，TRILOS 超高压纳米均质机具有三大核心优势，能够适配高浓度 MXene 浆料的制备需求：
1. 超高压力调节范围：设备可实现 0-3000bar 的精准压力控制，针对不同浓度的 MXene 浆料可灵活匹配至优压力参数，既能保证团聚体的彻底分散，又能避免压力过高导致的片层破损；
2. 高效的能量利用率：独特的腔室结构使能量集中作用于物料分散过程，分散效率较超声分散大幅提升，且能耗明显降低，适合大规模工业化生产；
3. 稳定的连续化运行能力：连续运行时的物料处理量大，能够满足不同规模的生产需求，且分散效果一致性佳，有效避免了批次间的性能差异。
三、在MXene 浆料中的应用案例
以 Ti₃AlC₂ 为原料，经氢氟酸刻蚀制备初生态 MXene 浆料，将其浓缩后，采用 TRILOS 超高压纳米均质机进行分散处理，并与超声分散法制得的样品进行对比。结果显示，经 TRILOS 超高压纳米均质机分散后的 MXene 浆料呈现出均匀的单一片层结构，片层边缘清晰，无明显团聚体存在；而用超声分散法制得的样品由于局部剪切力不均，部分片层发生断裂，出现较多小尺寸碎片。此外，TRILOS 超高压纳米均质机处理后的样品无明显沉降现象，表明其在溶液中具有更强的胶体稳定性，而超声分散样品在短期内会出现轻微团聚沉降。结果充分表明，TRILOS 超高压纳米均质机可实现高浓度 MXene 浆料的充分分散，且能有效保留其本征优异性能，为后续高性能器件制备奠定了坚实的材料基础。
四、总结
TRILOS 超高压纳米均质机在高浓度 MXene 浆料制备上的成功应用，既破解了传统分散技术的核心难题，也补齐了 MXene 工业化生产中浆料制备的技术短板。该设备可满足锂离子电池负极材料、电磁屏蔽涂层等多个新能源及功能材料领域的MXene 浆料制备需求，为相关产品性能与生产效率的提升提供关键支撑。
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