二维Ti 3 C 2 纳米结构调控及其对电化学性能的影响

发布时间：2023-02-18 20:31

　　MXenes是一类快速发展的新型二维过渡金属碳/氮化物的总称。其中,Ti₃C₂T_x(T为表面官能团=O,-OH,-F等)是最早报导也是研究最多的一种MXene,具有超高导电性(>10000 S/cm),高堆积密度(⁴ g/cm³)以及优异的赝电容特性(¹500 F/cm³)。然而二维片层的重堆叠特性却极大地限制了Ti₃C₂T_x的倍率性能。已报导的重堆叠解决方案如插层法,垂直排列法,模板法等方法,能一定程度上缓解该问题,但一般会导致其他性能下降。本论文开发了一种全新的可控氧化法来缓解Ti₃C₂T_x重堆叠问题,实现了Ti₃C₂T_x电化学性能的便捷、高效提升。首先通过原位阳极氧化法,系统地研究了氧化过程对Ti₃C

【文章页数】：120 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 引言
    1.1 序言
    1.2 超级电容器概述
        1.2.1 超级电容器发展历史简述
        1.2.2 超级电容器的工作机理
        1.2.3 超级电容器的电化学行为
        1.2.4 超级电容器的储能性能
    1.3 二维层状过渡金属碳/氮化物(MXene)
        1.3.1 MXene的结构特性
        1.3.2 MXene的制备方法
        1.3.3 MXene的研究现状、性能与应用
    1.4 二维Ti₃C₂T_x在超级电容器中的应用
        1.4.1 Ti₃C₂T_x的电荷存储机理
        1.4.2 Ti₃C₂T_x的性能优势及其重堆叠问题
        1.4.3 Ti₃C₂T_x重堆叠问题的常用解决方案
    1.5 本论文立题依据及主要工作
第二章 原位阳极氧化对Ti₃C₂T_x重堆叠问题的改善机制研究
    2.1 序言
    2.2 二维Ti₃C₂T_x的制备及表征
        2.2.1 Ti₃C₂T_x的制备
        2.2.2 Ti₃C₂T_x的结构以及电化学表征
        2.2.3 电化学性能参数的计算方法
    2.3 Ti₃C₂T_x的阳极氧化效应
        2.3.1 阳极氧化对Ti₃C₂T_x电化学性能的影响
        2.3.2 阳极氧化提升Ti₃C₂T_x倍率性能机理探究
        2.3.3 阳极氧化Ti₃C₂T_x性能评价
    2.4 本章小结
第三章 Ti₃C₂T_x结构优化设计及其实用化研究
    3.1 序言
    3.2 Ti₃C₂T_x的结构优化
        3.2.1 Ti₃C₂T_x的制备
        3.2.2 浓硫酸氧化Ti₃C₂T_x的制备
        3.2.3 结构以及电化学表征
    3.3 结构优化对Ti₃C₂T_x电化学性能的影响
        3.3.1 浓硫酸氧化对Ti₃C₂T_x结构的影响
        3.3.2 Ti₃C₂T_x结构优化前后电化学性能对比
        3.3.3 高载量Ti₃C₂T_x实用化电极的电化学性能
    3.4 本章小结
第四章 激光辐照对 Ti₃C₂T_x结构及电化学性能的快速调节
    4.1 序言
    4.2 激光辐照对Ti₃C₂T_x结构的改变
        4.2.1 Ti₃C₂T_x的制备
        4.2.2 激光功率密度的调节
        4.2.3 结构以及电化学表征
    4.3 激光辐照对Ti₃C₂T_x结构及电化学性能的影响
        4.3.1 激光功率密度
        4.3.2 激光辐照对Ti₃C₂T_x结构的影响
        4.3.3 激光辐照对Ti₃C₂T_x电化学性能的影响
    4.4 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
参考文献
博士期间发表和完成的论文
致谢



本文编号：3745481