日韩av老熟女-久久播亚洲视频-国产精品久久久系列-日韩激情96久久-欧美亚洲熟女另类-久久人妻诱惑我-久久高清黄又色视频-日韩av中文字幕网站-日韩人妻精品中文字幕,日韩成人在线不卡av,国产精品一香蕉av,婷婷久久综合久久久

預(yù)存
Document
當(dāng)前位置：文庫百科 ? 文章詳情
【頂刊速覽】Mxenes材料在儲(chǔ)能領(lǐng)域的最新研究進(jìn)展
來源：科學(xué)10分鐘 時(shí)間：2021-10-22 18:33:10 瀏覽：4231次

1、Mxenes材料的基本概念

過渡金屬碳化物、氮化物和碳氮化物（通常稱為MXenes）是自2011年Yury Gogotsi等發(fā)現(xiàn)碳化鈦（Ti3C2Tx）以來的一類新型二維材料。這些材料的一般公式為Mn+1XnTx（n=1、2或3），其中M是早期過渡金屬，X是碳或氮，T是從合成過程中繼承的表面基團(tuán)，通常為-OH、-O和-F。MXenes通常由三元碳化物或氮化物的MAX相選擇性地刻蝕A原子層制得，其中A主要是IIIA族和IVA族元素。迄今為止報(bào)道的MAX相有70多種，目前基于Ti、V、Nb、Mo、Ta和Zr等的MXenes已經(jīng)被成功合成。這種化學(xué)和結(jié)構(gòu)上的多功能性使得MXenes在高導(dǎo)電性和大表面積等方面具有與石墨烯等其它二維納米材料的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，在多種應(yīng)用領(lǐng)域特別是在電池、超級(jí)電容器和催化等能量轉(zhuǎn)換和儲(chǔ)能領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。

2、Nature Communication：空氣氣氛下快速一鍋法制備二維碳化鈦并應(yīng)用于高性能鋰離子電池

目前MXenes通常是通過選擇性蝕刻MAX相前驅(qū)體制備的，然而這種方法工藝復(fù)雜，需要數(shù)小時(shí)甚至數(shù)天才能獲得MXenes，這大大降低了生產(chǎn)效率，增加了生產(chǎn)成本，并且大多數(shù)合成方法僅限于使用含Al的MAX相前驅(qū)體，而含有Si、Zn、Ga、Ge和S元素的許多MAX相仍難以蝕刻。

此外，MXenes制備所需的MAX相前驅(qū)體通常是在高溫下利用熱壓、自漫延高溫、放電等離子燒結(jié)、電弧熔化或熔鹽方法進(jìn)行合成，而這個(gè)過程中基本需要?dú)夥毡Ｗo(hù)，進(jìn)一步增加了生產(chǎn)成本和操作難度。因此，更加綠色、安全、高效的MXenes制備方法是亟待解決的關(guān)鍵問題之一。

為此，四川大學(xué)劉穎、 林紫鋒以及法國圖盧茲第三大學(xué)Patrice Simon合作報(bào)道了二維MXenes材料的一鍋法制備策略，首次實(shí)現(xiàn)了以元素單質(zhì)粉為前驅(qū)體直接制備二維MXenes材料（圖1）[1]。研究結(jié)果表明，制備過程利用熔融鹽作為反應(yīng)介質(zhì)，在高溫合成過程中可防止反應(yīng)物氧化，使MXenes的合成無需惰性氣體保護(hù)即可在空氣環(huán)境中進(jìn)行，該方法大大簡化了合成操作。

與傳統(tǒng)的制備MAX相前驅(qū)體和MXenes的合成方法相比，一鍋法在700 °C進(jìn)行原位快速刻蝕僅需10 min即可完成（圖2），整個(gè)合成時(shí)間小于8 h。將所制備Ti2CTx和Ti3C2Tx MXenes材料作為電化學(xué)儲(chǔ)鋰負(fù)極進(jìn)行測(cè)試（圖3），結(jié)果表明這兩種MXenes電極與傳統(tǒng)的Lewis熔融酸蝕刻法獲得的MXenes具有相似的電化學(xué)特征，不存在顯著氧化還原峰，且表現(xiàn)出良好的倍率性能。

其中，Ti2CTx MXenes在 0.1 A g?1和2 A g?1的電流密度的容量分別為280 mAh g?1和160 mAh g?1。這種一鍋法的制備方法為MXenes材料的快速、簡便、低成本的合成鋪平了道路，并闡明了MXene材料在儲(chǔ)能應(yīng)用方面的廣闊前景。

圖1 空氣氣氛一鍋法制備MXenes示意圖

圖2 700℃刻蝕10分鐘制備的Ti3C2Tx MXenes的結(jié)構(gòu)

圖3 Ti2CTx和Ti3C2Tx MXenes的電化學(xué)性能 

3、Energy Storage Materials：用于電化學(xué)儲(chǔ)能的2D鈦和釩碳化物Mxenes異質(zhì)結(jié)構(gòu)

二維 (2D) 材料因其具有高表面積、高氧化還原活性位點(diǎn)、優(yōu)異的離子和電荷傳輸特性以及出色的機(jī)械強(qiáng)度等特點(diǎn)，被視為電化學(xué)儲(chǔ)能材料的有力競(jìng)爭(zhēng)者，其中MXenes更是因其本身的高電導(dǎo)率、高陽離子嵌入能力和高倍率贗電容特性而備受關(guān)注。此外，將不同2D材料垂直堆積而成的2D異質(zhì)結(jié)構(gòu)是電化學(xué)儲(chǔ)能裝置最有前途的電極結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之一，其能夠賦予電極多功能性以及將具有不同特性的單個(gè)2D構(gòu)建塊集成到異質(zhì)結(jié)構(gòu)當(dāng)中，從而制備出許多具有不同特性的電池和超級(jí)電容器的新電極組合物。

為此，美國奧本大學(xué)Majid Beidaghi和Armin VahidMohammadi等人通過大規(guī)模液相自組裝將Ti3C2Tx和V2CTx進(jìn)行2D異質(zhì)結(jié)構(gòu)構(gòu)建，并利用陽離子驅(qū)動(dòng)的自組裝工藝將兩種帶負(fù)電荷的MXenes薄片組裝成異層薄片（圖4）[2]。電化學(xué)性能測(cè)試表明，所制備的MXenes異質(zhì)結(jié)構(gòu)薄膜在3 M H2SO4電解液中充放電5萬次后，電容無損耗，容量可達(dá)~1473 F cm3（圖5）。同時(shí)，由于Ti3C2Tx和V2CTx氧化還原反應(yīng)的耦合，異質(zhì)結(jié)構(gòu)電極在其整個(gè)電位窗口內(nèi)表現(xiàn)出幾乎恒定的電流，這種電化學(xué)行為與單獨(dú)的MXene電極或大多數(shù)其他新興的贗電容材料（只在較小的電位范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)最大性能的電化學(xué)特征）不同（圖6）。

圖4 MXenes異質(zhì)結(jié)構(gòu)的自組裝工藝與材料表征

圖5 MXenes異質(zhì)結(jié)構(gòu)電極在3 M H2SO4中的電化學(xué)性能

圖6 對(duì)稱超級(jí)電容器中MXenes異質(zhì)結(jié)構(gòu)薄膜電極的電荷存儲(chǔ)分析 

4、Nano Energy：固溶體MXenes的可調(diào)節(jié)電化學(xué)性質(zhì)

MXenes是具有超高比電容的贗電容材料，目前已經(jīng)通過實(shí)驗(yàn)合成了超過30種化學(xué)計(jì)量的MXenes組合物和大約20種固溶體。Ti3C2Tx是最早發(fā)現(xiàn)和研究最多的MXenes，具有最高的電導(dǎo)率(>15 000 S/cm)、優(yōu)異的用于質(zhì)子化的氧化還原活性表面和良好的堆積密度(在堆疊薄膜中高達(dá)4 g/cm3)，其體積電容可達(dá)1500 F/cm3。其它MXenes同樣也具有高體積電容特性，例如Nb4C3Tx和V2CTx的體積電容分別為1075 F/cm3和1315 F/cm3。然而截止目前為止，大多數(shù)研究都集中在Ti3C2Tx或其他一些單金屬M(fèi)Xenes上，對(duì)固溶體MXenes的電化學(xué)性質(zhì)知之甚少。

為此，美國德雷塞爾大學(xué)的Yury Gogotsi等人制備了兩組鈮基固溶體MXenes（Ti2-yNbyTx和V2-yNbyTx；0≤y≤2）（圖7），并研究了它們的電化學(xué)性能對(duì)結(jié)構(gòu)中M元素比例的依賴性，確定了化學(xué)性質(zhì)與電荷存儲(chǔ)能力之間的關(guān)系。結(jié)果表明，通過改變M位的化學(xué)結(jié)構(gòu)，可以調(diào)節(jié)其電容行為和循環(huán)穩(wěn)定性，并且隨著鈮含量的增加，氧化還原峰顯著減弱，循環(huán)穩(wěn)定性增強(qiáng)（圖8）。Ti2CTx在20000次循環(huán)后的電容保持率小于1%，而Ti0.4Nb1.6CTx則為78%（圖9）。這一研究結(jié)果進(jìn)一步證明了MXenes的電化學(xué)性能可以通過調(diào)節(jié)MXenes結(jié)構(gòu)中過渡金屬的比例來控制。

圖7 不同組分的Ti2-yNbyTx和V2-yNbyTx示意圖與結(jié)構(gòu)

圖8 Ti2-yNbyTx的CV測(cè)試曲線

圖9 Ti2-yNbyTx的電容性能和穩(wěn)定性 

5、Advanced Functional Materials：1T-MoS2納米片垂直耦合在二維MXenes上用于高性能鋰離子電容器

電動(dòng)汽車和大功率電子設(shè)備的迅猛發(fā)展對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)提出了更高的技術(shù)要求，需要它同時(shí)具有非常理想的能量密度、功率密度和卓越的循環(huán)性能。在此背景下，鋰離子電容器（LIC）基于在有機(jī)電解質(zhì)中使用嵌鋰陽極和電容陰極，能夠有效地將鋰離子電池（高能量密度）、超級(jí)電容器（高功率密度）和有機(jī)電解質(zhì)（寬工作電位窗口）的優(yōu)勢(shì)進(jìn)行結(jié)合。

然而，電池型陽極和電容型陰極的不同儲(chǔ)能機(jī)制會(huì)導(dǎo)致LIC的離子動(dòng)力學(xué)不平衡，反而限制了每種電極材料的優(yōu)勢(shì)。因此，迫切需要利用LIC的陰極和陽極的協(xié)同動(dòng)力學(xué)來實(shí)現(xiàn)高效的能量儲(chǔ)存和釋放。眾所周知，二維材料具有比較大的比表面積和較寬的層間距，表現(xiàn)出更易接近的活性位點(diǎn)和快速的電解質(zhì)離子傳輸通道，這對(duì)于彌補(bǔ)LIC陽極和陰極之間的動(dòng)力學(xué)間隙十分重要。

為此，中國科學(xué)院電工研究所馬衍偉團(tuán)隊(duì)通過水熱法借助含有四丁基氫氧化銨（TBAOH）的分層Ti3C2Tx MXenes (d-Ti3C2Tx)制備了熱力學(xué)穩(wěn)定的1T-MoS2/d-Ti3C2Tx 異質(zhì)結(jié)構(gòu)，其中2D d-Ti3C2Tx為 MoS2提供了更均勻的成核位點(diǎn)，并且TBA+離子可以在擴(kuò)大層間距離的同時(shí)為MoS2注入額外電荷誘導(dǎo)其從2H向1T相轉(zhuǎn)變（圖10）[4]。研究結(jié)果表明，擴(kuò)展的層間空間及1T相MoS2的金屬導(dǎo)電性為鋰離子在1T-MoS2/d-Ti3C2Tx中的擴(kuò)散降低了能量勢(shì)壘，有效彌補(bǔ)了陽、陰極之間的動(dòng)力學(xué)差異。1T-MoS2/d-Ti3C2T在2.5 A g -1時(shí)比容量可達(dá)1160 mAh g -1，18 A g-1時(shí)可達(dá)172 mAh g -1（圖11）。進(jìn)一步采用1T-MoS2/d-Ti3C2Tx作為陽極，多孔石墨烯（GNC）作為陰極，組裝成的LIC能量密度最高可達(dá)188 Wh/kg，功率密度最高可達(dá)13 kW/kg，5000次充放電循環(huán)后容量保持率為83%（圖12）。

圖10 1T-MoS2/ d-Ti3C2Tx異質(zhì)結(jié)構(gòu)合成示意圖

圖11 1T-MoS2/ d-Ti3C2Tx的電化學(xué)性能

圖12 GNC// 1T-MoS2/ d-Ti3C2Tx的電化學(xué)性能 

參考文獻(xiàn)：

[1] Guoliang Ma, et al. Li-ion storage properties of two-dimensional titanium-carbide synthesized via fast one-pot method in air atmosphere, Nature Communication, 2021, 12, 5085.

[2] Armin VahidMohammadi, et al. 2D titanium and vanadium carbide MXene heterostructures for electrochemical energy storage, Energy Storage Materials, 2021, 41, 554-562.

[3] Likui Wang, et al. Adjustable electrochemical properties of solid-solution MXenes, Nano Energy, 2021, 88, 106308.

[4] Lei Wang, et al. Tetrabutylammonium-Intercalated 1T-MoS2 Nanosheets with Expanded Interlayer Spacing Vertically Coupled on 2D Delaminated MXene for High-Performance Lithium-Ion Capacitors, Advanced Functional Materials, 2021, 31, 2104286.


PS：推薦一個(gè)非常好用的科研小程序“測(cè)試GO”，專注【材料測(cè)試+模擬計(jì)算】科研服務(wù)，測(cè)試狗團(tuán)隊(duì)開發(fā)，提供同步輻射、球差電鏡和常用材料表征，承接第一性原理計(jì)算、分子動(dòng)力學(xué)、有限元計(jì)算等，有需要的朋友掃描下方二維碼了解詳情哦~


評(píng)論 / 文明上網(wǎng)理性發(fā)言
12條評(píng)論
全部評(píng)論 / 我的評(píng)論
最熱 /  最新
全部 3小時(shí)前 四川
文字是人類用符號(hào)記錄表達(dá)信息以傳之久遠(yuǎn)的方式和工具?，F(xiàn)代文字大多是記錄語言的工具。人類往往先有口頭的語言后產(chǎn)生書面文字，很多小語種，有語言但沒有文字。文字的不同體現(xiàn)了國家和民族的書面表達(dá)的方式和思維不同。文字使人類進(jìn)入有歷史記錄的文明社會(huì)。
點(diǎn)贊12
回復(fù)
全部
查看更多評(píng)論
相關(guān)文章

別只盯一區(qū)！這些二三區(qū)化學(xué)期刊，發(fā)文量多，速度快，真的還不錯(cuò)！

2021-06-19

研究生必備技能：如何檢索、下載和管理文獻(xiàn)？

2023-12-06

傳奇院士王中林：納米發(fā)電機(jī)之父，華人最高H因子！

2023-12-06

Nature盤點(diǎn)8篇: 北大、南大、密大、亞琛工大等最新前沿成果報(bào)道丨生化材9月精選

2019-10-25

期刊解析丨極具性價(jià)比的材料二區(qū)好刊，投了還想投！

2021-06-19

MOF&COF頂刊精選：羅建平、陳龍、Yaghi、王為、林子俺、尹學(xué)博、師唯頂刊大盤點(diǎn)

2019-12-06

項(xiàng)目推薦/Project
阻抗分析儀

阻抗分析儀

電池性能測(cè)試

電池性能測(cè)試

強(qiáng)度調(diào)制光電流譜（IMPS）

強(qiáng)度調(diào)制光電流譜（IMPS）

掃描電化學(xué)顯微鏡（SECM）

掃描電化學(xué)顯微鏡（SECM）

熱門文章/popular

基礎(chǔ)理論丨一文了解XPS（概念、定性定量分析、分析方法、譜線結(jié)構(gòu)）

手把手教你用ChemDraw 畫化學(xué)結(jié)構(gòu)式：基礎(chǔ)篇

晶體結(jié)構(gòu)可視化軟件 VESTA使用教程（下篇）

【科研干貨】電化學(xué)表征：循環(huán)伏安法詳解（上）

電化學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)之電化學(xué)工作站篇 （二）三電極和兩電極體系的搭建 和測(cè)試

【科研干貨】電化學(xué)表征：循環(huán)伏安法詳解（下）

微信掃碼分享文章
DVD免费电视剧 日韩欧美国产一区二区三区-残忍夹住肉核电击调教-欧美一级录相-白嫩粗长浓精futa熟女俱乐部 | 一本一道在线-18禁影库-欧美破处TV-另类91贱奴女m被主人调教 | 成人网mm-奇米日日干-欧美熟妇肉体销魂孕妇-美女裸体自慰 | —本道A片-白虎女大学生被c的视频-在线观看国产免费网站av-海角社区真实偷伦 | 美女黄片大全-台湾同性色网-农村30岁一级特黄大片-啊啊啊使劲插av | 2019一本道免费看-大香蕉9999-成人毛片18女精品国产3D动漫-在线搭讪无毛美女 | 48嗷嗷叫国产毛片小说-国产污污污污在线观看-在线观看91精品国产入口-亚洲阿v天堂无码2020 | 亚洲av自慰白浆喷水网站-国产剧免费高清观看 国产无码网页在线观看-人妻[21p]大胆 国产成人精品视频网站 BD神马影院在线-中国老老熟女 | 超碰18-美女被c视频在线观看3.0mwww-漂亮的人妻黑人解禁-动漫淫交(高H) | 亚洲黄色录像-国产乱码精品一品二品 chinese老太交granny-寸止按摩.av-午夜福利视频 | 德国熟妇超碰在线电影院网站-澳门日本亚洲男同666sex-亚洲高潮视频-国偷自拍视频在线观看 | 色琪琪久久se色-国产舔女人-a级毛片无码免费真人久久-成人视频在线观看 欧美日本一区二区三区桃色 | 一级片中文字幕-日韩精品色哟哟-欧美色图19p-欧美丰满少妇XXXXX高潮小说 | 榴莲app官网下载1.0.3-88mav视频-一级黄色片免费看-人妻黑人NTR羽月希 | 美女叉叉视频免费在线观看网站-高清欧洲熟妇 720在线手机播放-风满熟妇的名器-5252a我爱haose01亚洲 国产人成视频 | 四虎影院久久-亚洲日本va中文字幕久久-wwww.美女-老女人乱婬AAAA片免费看软件 | 强烈的高潮汇编合集-高清午夜快车高清完整版 2008陈冠希修电脑照片1400-久久国产精品歌舞团-720免费高清观看 亚洲无码av | 森泽佳奈无码-国产熟女狼人AV-无毒不卡少妇-日本女女色www | HD韩国电影在线观看 综合av人妻一区二区三区-国产东北露脸精品视频-伊人AV导航-国产98在线 | 日韩 | 欧美 | 欧美大胆自慰-gogogo手机免费高清电视-农村熟妇毛葺葺XXXXX毛片-性娇小越南中出 | 国模沟沟小穴-中国女人XX视频-国产欧美日本亚洲精品一4区-北条麻妃被躁30分钟视频 | 国产剧高清完整版播放 提供优质观影体验下载服务-紧缚人妻の乱绳地狱-大香蕉伊人影院-日韩去干网 | 短裙公车被强好爽H陈若雪视频-久久综合伊人7777777-国产成人无码一区二区三区-白嫩空少做爱片 | 亚洲国产成人无码影片在线 福利一区二区在线视频-欧美搜索结果久热香蕉在线-黄色录像小子-超碰草草 | 91色情网老熟女-五级A片-女子业余国产-亚州又大又粗 | 91c.com在线观看-桃色淫淫网亚洲色图-少妇搡b-Sao虎在线精品永久在线be | 日韩亚洲欧美高清一区二区久久-中国久久久精视频黄色片-婷深夜综合成人aⅴ网站。-BD免费观看韩国 视色视色视频在线观看 | gogogo中国在线观看免费-美女被操视频免费观看-狠狠sese-亚洲天堂涩涩 | jizzcccc中国-午夜无码鲁丝片久久成人18免费网站-精品国产一区二区三区免费久久网-后入美女在线 Japanese在线野狼视频-亚洲2020久久久久久久-干BBB-影音先锋伊人 | 国产小妖精在线视频播放-中国东北毛片-色人阁图片-亚洲涩涩 | 欧州毛片-情欲综合网-国产精品三级国产专区-五十路の完熟豊満无码AV | 啊灬用力灬啊灬啊灬啊灬A片男男视频-欧美性JiZZ20性欧美-爆乳熟妇一区二区三区蜜桃-少妇吹潮喷水视频在线观看 | 婷婷久久综合九色综合97-久久78黑白配-最近国语在线观看 2878 2824 综合精品 亚洲精品无码一区二区aⅴ-中村知惠 影音先锋 | 日本人の夫婦交換-艳妇乳肉豪妇荡乳AV无码福利-岬奈奈美三级-艳乳乱欲 | 厨房play香蕉黄瓜调教-俄罗斯老熟妇与子伦-97爱爱-精品在线加勒比AV | 无码大奶子-91本色-中文字幕151页-中国黄片H D | 欧美啊啊啊-91在线精品秘密秘 一区二区-porn日本人-日本一本道大香蕉 | 中国老熟女-奶水尤物又软又喷奶水h羞羞视频-26uuu日韩-女人与大黄拘作爱免费 | 剧情片在线观看视频 欧美日韩精品一区二区另类-国产女教师一级爽A片app-天天干天天色狼人综合伊人-国产第六页 | 北条麻妃成人-五十路老熟女码A片-大黄操逼网站-亚洲欧美综合国产精品一区 | 天天翘国产在线视频超清厕所-伊人久久青青-大屁屁另类-国产动漫美女无遮挡隐私网站 |
+

你好，很高興為您服務(wù)！

發(fā)送