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随着科技的发展，以石墨烯为代表的二维材料引起广泛的关注并被深入研究。MXene是二维材料中的一个新兴家族，它具有如下特点:MXene具有片层厚度可调——（Mn+1Xn，n=1，2，3…）的特点;化学成分可调—通过改变前驱体MAX相的种类，使得选择性刻蚀掉A原子后，获得不同层片元素的MXene;MXene表面官能团种类多样—不同官能团赋予不同的性能。对不同种类的MXene的性能研究表明其在多个领域具有应用前景，这些领域包括电子、催化、环保等。然而，MXene的获得手段不像石墨烯那样丰富，目前几乎只有通过化学选择性刻蚀方法获得。时至今日，有关选择性刻蚀的反应机制尚不明确。因此，本论文针对这一现状，以最典型的MXene，Ti3C2Tx（T=O，OH，F）为对象，研究其前驱体—Ti3AlC2在HF水溶液中选择性刻蚀掉Al而获得MXene的机制。通过该研究，不仅能揭示MXene的生成机制，还有助于寻找新型的刻蚀剂，并在MXene官能团成分的控制方面获得突破。 基于这一想法，本论文的主要研究内容如下: (1)目前制备MXene效率最高且最为简单的途径是采用HF酸水溶液刻蚀，这也是制备MXene最为常见的方法。这一过程伴随着MAX相颗粒中A元素的选择性溶解和气体的发生。通过质谱分析，确定溢出气体为H2。对经超临界干燥处理的反应产物的形貌和元素组成的系统分析，描绘出整个反应的过程。在自建的反应平台上，通过实时在线记录产气量的变化，表征出瞬时反应速率。结合动力学分析，提出HF酸水溶液通过已生成的Ti3C2 MXene的狭缝进一步刻蚀Ti3AlC2中Al元素的过程是由Ti3AlC2前驱体制备MXene的反应控制步骤。 (2)调节官能团组分首先需要对官能团的组分进行可靠的表征。当前测量MXene官能团的方法主要有两种:EDS分析和XPS分析。但是实验重复操作和产气量分析，发现这两种方法存在测量不精确的情况。通过对两种方法优缺点的分析，结合EDS和XPS分析结果，获得了更精确确定官能团种类的方法。 (3)单独使用HCl、H2SO4、NaOH、KF水溶液和HF蒸汽均不能有效刻蚀Ti3AlC2而获得Ti3C2 Mxene。HF酸水溶液能有效刻蚀Ti3AlC2而获得Ti3C2MXene，但刻蚀过程中的有效物质尚不明确。通过改变刻蚀剂种类的方法，分析比较实验结果，明确了其反应过程中的动力学主要是由H+、F-浓度控制。