综述：多尺度多孔结构MXene的合成、设计及其在电池和超级电容器中的应用

这篇综述系统梳理了二维MXene材料多尺度孔结构（微孔<2 nm、介孔2-50 nm、大孔>50 nm）的构建策略与协同调控机制，重点阐释了孔尺寸/几何形貌对离子传输路径、活性位点暴露及电解质润湿性的影响（如Ti3 C2 Tx 导电性达24,000 S/cm），为高能量/功率密度储能器件（锂/锌离子电池、超级电容器等）的设计提供了理论依据和实践指导。

　　

Abstract
二维MXene的多孔结构在解决传统电极离子传输和动力学限制方面具有关键作用。相较于以往仅关注单一孔结构的综述，本文系统总结了MXene电极微孔、介孔和大孔的构建策略与结构特性，阐述了其从单尺度调控到多尺度协同增强的演变过程。

Introduction
多孔结构工程通过调控离子/电子传输和改善活性位点可及性，成为提升电化学性能的核心策略。在众多二维材料中，MXene因其可调孔隙率、高金属导电性（如Ti₃
C₂
T_x
导电率达24,000 S/cm）和丰富表面化学性质脱颖而出。然而，MXene纳米片间的强范德华力导致严重堆叠，阻碍离子传输。化学功能化和多孔结构工程成为解决这一问题的有效途径——微孔（层间通道）调控可抑制堆叠，介孔提供低阻离子扩散路径，大孔则促进电解质渗透和体积膨胀缓冲。

Synthesis of MXene
MXene的合成方法直接影响其孔隙结构的构建。不同制备工艺（如HF蚀刻、熔融盐法等）会显著改变层间距和表面官能团，进而影响离子传输效率。近年来，通过优化蚀刻条件和后处理方法，已实现从单层剥离到三维多孔网络的精确控制。

Multiscale pore regulation strategies
微孔调控：通过阳离子（如K⁺
）或分子（如尿素）插层扩大层间距，暴露更多活性位点；介孔构建：采用氧化刻蚀或模板法在MXene片层内引入纳米孔道；大孔设计：通过冷冻干燥或造孔剂形成贯通孔道网络。三尺度孔隙的协同作用使MXene电极兼具高离子通量和结构稳定性。

Applications in energy storage
在锂离子电池中，分级孔MXene负极的倍率性能提升3倍；锌离子电池利用大孔结构抑制枝晶生长；超级电容器中介孔主导的Ti₃
C₂
T_x
电极在10 A/g下保持85%容量。多孔结构还显著改善了镁/铝离子电池的循环稳定性。

Summary and outlook
未来研究需关注：1）原位表征技术揭示孔道内离子传输机制；2）机器学习辅助多参数孔结构优化；3）规模化制备工艺开发。多尺度孔工程将为下一代储能器件提供突破性解决方案。