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新型二维层状材料MXene在超级电容器上的研究与应用进展

程培栋  陈卫华  艾云龙  梁炳亮  何文  张建军  
【摘要】:二维过渡族金属碳化物/氮化物(MXene)是二维材料家族的新兴成员,通过液相刻蚀等方法移除MAX相的A层得来。独特的二维结构及表面化学组成,使其表现出了良好的金属导电性、亲水性、优异的柔韧性及离子可插层性,在超级电容器研究与应用领域展现了巨大的潜力,受到了广泛关注。但是MXene仍存在诸多问题。首先,片层容易发生堆叠,极大降低了材料与电解液的有效接触面面积;在刻蚀过程中,化学键断裂处具有较高的活性,极易反应生成表面基团,表面基团的存在对电化学性能有较大影响;合成路线中强腐蚀液的使用也会造成安全、环境等诸多问题。对MXene的结构、性质、制备方法等进行了简要概述,总结了近年来MXene在超级电容器领域的研究进展和方向,旨在从中发现解决MXene诸多问题思路,以期为制备高性能MXene超级电容器电极材料提供参考。

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