无机材料学报, 2020, 35 (1): 93, 网络出版: 2021-02-24   

不同横向尺寸单层Ti3C2Tx纳米片的制备及其电化学性能研究 下载: 656次

Monolayer Ti3C2Tx Nanosheets with Different Lateral Dimension: Preparation and Electrochemical Property
作者单位
1 湖北汽车工业学院 理学院, 十堰 442002
2 华中科技大学 物理学院, 武汉 430074
3 华中科技大学 武汉光电国家研究中心, 纳米表征与纳米器件中心, 武汉 430074
摘要
近年来, 一种新型二维过渡金属碳化物及氮化物(MXene)凭借大的比表面积、良好的亲水性、金属导电性等物理化学性质而广受关注。通过LiF和HCl刻蚀Ti3AlC2的Al层, 改变机械剥离强度和方式, 以及离心速率和时间, 可控制备出平均横向尺寸为625 和2562 nm的单层Ti3C2Tx型MXene。借助扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和X射线衍射仪(XRD)对二维Ti3C2Tx进行形貌、结构和成分的表征。使用电化学工作站表征Ti3C2Tx的电化学性能。结果表明: 小片层Ti3C2Tx(625 nm)的质量比电容高达561.9 F/g, 远高于文献报道的石墨烯、碳纳米管和二氧化锰等电极材料; Ti3C2Tx电极在循环测试10 4次后, 其比电容仍保持初始96%的容量。
Abstract
Recently, a new type of 2D transition metal carbides or nitrides (MXene) has attracted wide attention due to its large specific surface area, good hydrophilicity, metallic conductivity and other physical and chemical properties. 2D Ti3C2Tx MXene was obtained by etching Al layer of Ti3AlC2 with LiF and HCl and then mechanically delaminated. And the monolayer Ti3C2Tx nanosheets with lateral dimension of 625 and 2562 nm can be prepared by changing the intensity and way of mechanically delamination, as well as the centrifugation rate and time. Then their morphology, structure, composition, and electrochemical performance of Ti3C2Tx were studied. The results showed that the specific capacitance of Ti3C2Tx with smaller lateral size (<1 μm) can reach 561.9 F/g, higher than that of reported graphene, carbon tube and MnO2 in the repotted literatures. And the Ti3C2Tx electrode still remained 96% of the initial specific capacitance after 10 4 testing cycles.

马亚楠, 刘宇飞, 余晨旭, 张传坤, 罗时军, 高义华. 不同横向尺寸单层Ti3C2Tx纳米片的制备及其电化学性能研究[J]. 无机材料学报, 2020, 35(1): 93. Ya-Nan MA, Yu-Fei LIU, Chen-Xu YU, Chuan-Kun ZHANG, Shi-Jun LUO, Yi-Hua GAO. Monolayer Ti3C2Tx Nanosheets with Different Lateral Dimension: Preparation and Electrochemical Property[J]. Journal of Inorganic Materials, 2020, 35(1): 93.

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