二维过渡金属碳/氮化物(MXenes)是具有优异电学性质及独特化学性质的新型二维纳米材料。目前MXenes的应用集中在复合膜材料以及粉末状纳米杂化材料,而在这些应用中,MXenes片层常由于自堆叠而降低材料比表面积,同时导致接触电阻的增加,降低整体性能。构筑三维纳米多孔结构可在微观尺度解决此问题。由于MXenes表面的官能团种类限制及纳米片层之间较弱的作用力,我们需要探究有效可行的方法来实现MXenes纳米片层在三维尺度上的组装,从而进一步调控材料的微结构,以提升整体性能。因此,为了实现MXenes在三维尺度上的组装,我们通过探究不同组装策略,实现了 MXenes在单一液相中的组装以及在多液相组分界面上的组装,制备得到具有可调微观结构的MXene气凝胶,从而克服MXene纳米片层堆叠带来的问题。同时探究了通过组装得到的MXene基气凝胶的应用,例如将其作为导电纳米填料制备导电纳米复合材料用于高性能电磁屏蔽。本论文取得的主要研究成果如下:(1)氧化石墨烯辅助液相组装制备MXene气凝胶,及MXene气凝胶纳米复合材料在电磁屏蔽中的应用:氧化石墨烯液相还原过程中形成的还原氧化石墨烯(RGO)具有很好的自组装能力,因此我们借助低温水热和化学还原共同作用下得到的RGO在液相中辅助MXene纳米片进行自组装,得到多孔的MXene基三维网络。为调控孔结构,优化导电网络,我们采用乙醇辅助的定向冷冻并辅以冷冻干燥得到具有规则孔结构的MXene/RGO导电杂化气凝胶。将该气凝胶用于制备环氧树脂导电纳米复合材料时,在极低的MXene填料量(0.74 vol%)下获得较好的电导率(695:9 S m-1)。将其应用于电磁屏蔽时,可以在X波段获得高于50 dB的电磁屏蔽效能,其最高值达到了 56.4 dB。(2)MXene选择性修饰,制备Janus MXene并开展其水油双亲性研究,利用双亲性进行界面组装制备MXene气凝胶:通过一步转移法将带正电聚苯乙烯长链原位修饰到MXene的其中一面,使该面获得亲油性,同时另一面保留亲水性,从而获得双亲性Janus MXene,这极大丰富了Janus纳米粒子材料的种类,为制备Janus粒子提供了新的思路。Janus MXene的双亲性使其能在水油界面进行组装并降低界面张力,稳定乳液。利用这一性质,我们将Janus MXene纳米片在乳液界面处组装,去除液相后,得到MXene气凝胶。该气凝胶具有可调节的微观多孔结构,这为拓宽MXene的应用提供了很好的基础。