MXene材料与三维石墨烯复合及其超级电容器性能

汪　浩，耿中荣

（兰州交通大学机电工程学院，甘肃兰州730070）

MXene材料与三维石墨烯复合及其超级电容器性能

汪浩，耿中荣

（兰州交通大学机电工程学院，甘肃兰州730070）

MXene材料是一类新型的二维材料，可简单表示为Mn+1XnTx，其中M代表一种或多种过渡金属，X为碳或氮。T是与刻蚀条件相关的表面官能团，通常包括O，OH，F，n取值1，2或3.MXene材料是以MAX陶瓷为原料刻蚀得到的，刻蚀之后MXene还可以进一步剥离，得到类石墨烯的二维片状材料。本文以剥离后的Ti3C2及氧化石墨烯为原料，制备出TiO 2与三维石墨烯的复合物，所得产物与纯三维石墨烯相比具有高倍率性能以及大比电容的优点。

MXene材料；三维石墨烯；制备；超级电容器

MXene材料是一类新型的二维材料，根据其中X元素的种类可分为二维过渡金属碳化物及氮化物［1-3］。这种材料是通过刻蚀法，将MAX相陶瓷中的A元素（通常为Al、Si或S元素）除去而得到的。在刻蚀之后，MXene材料中二维片层之间的结合力进一步减弱，此外，还可以进一步的通过超声、摇晃的方式将刻蚀后的MXene材料中片层间的结合打断，从而获得类石墨烯的MXene片。

作为一类二维材料，MXene显示出其在电化学储能领域的潜在应用价值，尤其是当其作为超级电容器电极材料时由于具有独特的二维结构和高的密度特性（～4 g/cm3），而显示出高的倍率与优异的体积性能。当其作为超级电容器电极时，MXene材料除了具备高密度之外还具有良好的亲水性以及高的电导率，对于目前比较热门的超级电容器电极—石墨烯电极而言，首先在密度方面远逊色于MXene，其次其亲水性与导电率通常与氧含量相关，氧含量高则导电性差含量低则亲水性差从而难以兼顾。……