原位生长TiO2/Ti3C2Tx复合材料及其电化学性能研究
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作者
夏启勋 朱子阳 郭雯 常玉凯
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单位
河南理工大学材料科学与工程学院复旦大学高分子科学系
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摘要
目的 二维MXene具有大的比表面积、良好的导电性、稳定的化学/热稳定性以及可调的层间距,使其成为理想的超级电容器电极材料。针对MXene基超级电容器电极材料存在能量密度低以及制备过程复杂等问题,本研究拟采用低成本、对环境友好的新型制备方法制备高性能MXene基复合材料。方法 通过对Ti3C2Tx MXene进行退火处理,实现TiO2/Ti3C2Tx复合材料的原位生长,并将其作为超级电容器的正极活性材料进行了探索。利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)、以及N2吸脱附等多种结构表征技术结合电化学测试研究了TiO2/Ti3C2Tx复合材料的微观结构和电化学性能。结果 通过调控退火温度可以得到不同形貌的TiO2/Ti3C2Tx复合材料,最佳退火温度下制备的TiO2/Ti3C2Tx复合材料在1 A g-1的电流密度下表现出了158Fg-1的高比电容。当TiO2/Ti3C2Tx复合材料为正极材料Ti3C2Tx MXene为负极材料组装成的非对称型超级电容器(ASC)能量密度为8.17Wh Kg-1,对应的功率密度为240.6WKg-1。结论 这项研究不仅开辟了一条通过原位生长方法制备高性能超级电容器电极材料的新途径,也为理解和优化MXene基复合材料的结构与性能提供了新的视角,为未来开发成本低廉、性能卓越的MXene基电极材料提供了有力的理论和实验支持。
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关键词
二维MXeneTi3C2TxTiO2超级电容器
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引用格式
夏启勋,朱子阳,郭雯,等.原位生长TiO2/Ti3C2Tx复合材料及其电化学性能研究[J/OL].河南理工大学学报(自然科学版),1-17[2024-11-20].http://kns.cnki.net/kcms/detail/41.1384.N.20241119.1019.006.html.