牛丽丽,王 培,张 丽,刘彦彬,付凤艳

(衡水学院应用化学系，衡水 053000)

0 引 言

先进高效的储能技术对于大规模利用可再生能源、可穿戴电子产品和电动汽车的发展至关重要[1-4]。近年来，超级电容器(supercapacitors, SCs)因其具有很高的功率密度、稳定的循环性能、宽泛的工作电压范围和工作温度，以及对环境的友好性，受到研究者的青睐。SCs研究和开发的关键技术之一是电极材料的选择与使用，未来高能量、高功率密度的SCs将依赖于能够通过赝电容机制或快速氧化还原反应储存电荷的材料，因此，高表面积的2D材料是先进SCs电极材料的合适候选之一。

MXenes是一种类似于石墨烯的新型二维(2D)碳氮化物或过渡金属碳化物，具有出色的导电性和高氧化还原活性，作为SCs的电极材料具有广阔的应用前景。自2004年分离单层石墨烯以来，2D材料因其相对于其他体积形式具有独特的性质而获得了广泛的关注。2011年，二维家族的新成员MXenes，首次由德雷塞尔大学的科学家[5]使用氢氟酸(HF)从Ti3AlC2中选择性刻蚀铝(Al)制成的。Mashtalir等[6]通过插入大的有机分子和分层来分离得到单层MXenes薄片，为探索MXenes真正的2D性质打开了大门。Naguib等[7]还发现有序双过渡金属碳化物，如Mo2TiC2Tx，Cr2TiC2Tx，Mo2Ti2C3Tx，使MXenes家族增加超过25名成员。目前MXenes家族已经扩展到超过30个成员[8]。MXenes家族由过渡金属碳化物、氮化物和碳氮化物组成，一般公式表达为Mn+1XnTx(n=1、2、3或4)。其中M表示早期过渡金属，如Ti、Zr、V、Nb、Cr、Mo等；X是碳或氮；Tx为表面基团，如—OH，—O，—F和—Cl等。值得注意的是，Deysher等[9]报道了含有5层过渡金属原子层的Mo4VC4TxMXenes，表明了新的M5X4MXene家族成员有待探索和研究。……