一步法合成二维Ti3C2及其电化学性能研究

• 作者: 居涛 李国辉 耿凤霞
• 来源期刊: 化工学报
• 关键词: 水热 纳米材料 合成 Ti3C2纳米片 电化学 MXene
• 年，卷（期）: 2022,（2）
• 所属期刊栏目: 材料化学工程与纳米技术
• 页码范围: 951-959
• 页数: 8页
• 分类号: TQ174
• 语种: 中文
• DOI: 10.11949/0438-1157.20210549

摘要

二维过渡金属碳/氮化物（MXene）是一种新型二维材料，可通过从MAX相前体中选择性刻蚀 A 原子层获得。在传统制备MXene的方法中，常用的刻蚀剂是氢氟酸。然而高浓度氢氟酸的使用，不可避免会带来安全问题，甚至破坏MXene的晶体结构，从而限制本征物理化学性能。从典型的碳化物前体Ti3AlC2出发，使用 NH4BF4作为刻蚀剂，有效降低体系中酸的使用量；在反应过程中，刻蚀 A 层的同时，NH4+进入堆垛层间，扩大层间距，弱化层间作用力。因此，仅通过简单手摇就可以实现高效剥离，得到具有完整晶体结构的二维Ti3C2。进一步测试了Ti3C2的电化学性能，结果显示，所得的Ti3C2具有优异的性能（扫描速率为5 mV?s-1时为503 F?g-1）和循环稳定性（在5 A?g-1下循环104次后电容保持率为95.8%）。本文为Ti3C2纳米片的合成及应用提供了新的思路。