二维层状材料Ti3C2Tx的制备及其电化学储钠性能
2019-01-21时志强吕国霞
时志强,吕国霞
(天津工业大学 天津市先进纤维与储能技术重点实验室,天津 300387)
近年来,二维层状材料作为一类非常有前途的电极材料,受到很多学者、研究人员以及企业工作者的关注.在2004年[1],英国曼彻斯顿大学的安德烈·盖姆(Andre Geim)和康斯坦丁·诺沃肖洛夫(Konstantin Novoselov)用机械剥离法成功分离出单片层的石墨——石墨烯,成为全球首次完成石墨烯制备与表征的科学家,并获得了2010年度的若贝尔物理学奖.石墨烯的发现打开了二维材料研究的大门[2-3].2011年,一类新的类石墨烯材料MXene通过氢氟酸刻蚀MAX相材料而制得.该材料的问世引发了模拟计算领域研究者的关注,并相继探索了材料的制备、结构稳定性、光电性能等[4],为实际实验的开展提供了更多的思路和方向.制备MXene的刻蚀剂通常选择浓度较高的氢氟酸,对实验仪器的抗腐蚀能力要求极高,存在较大的危险性.Ghidiu等[5]用HCl和LiF混合溶液作为刻蚀剂,制备出了MXene“粘土”,Lei等[6]用NH4HF2来刻蚀MAX相中的A层原子.在制备MXene材料过程中,前驱体性状、刻蚀剂的浓度、刻蚀时间、刻蚀温度是重要的影响因素[7-8].
和其他二维材料一样,MXene具有高纵横比,且比表面积大、表面载流子速率高,拥有优异的力学与光电学性能.Liu等[9]将MXene用来固定血红蛋白,作为一种生物传感器.Qing等[10]发现MXene拥有优异的介电性能以及电磁性能,可用作微波吸附仪.Wang等[11]经过水热制得Ti3C2Tx,并组装成水系超级电容器,在2 A/g的电流密度下,容量可达141 F/cm,经过1 000次循环后,容量保留率高达94%.Seon等[12]将Ti3C2Tx粉末经冷压处理……
