近期扬州大学庞欢教授团队报道了熔融盐法制备的MXene-Cu/Co杂化材料Ti3C2-Cu/Co,研究了其中Cu和Co的存在形式及与MXene的复合方式,以及该材料的超级电容器储电性能。该研究成果发表于Angewandte Chemie International Edition。第一作者为博士后柏杨博士。
MXene材料凭借其独特的二维层状结构、高导电性和亲水表面,近年来在能源存储与转换领域受到广泛关注。相比于传统的含氟水溶液刻蚀制备MXene,近年来报道的路易斯酸熔融盐方法应用范围更广,且避免了含氟试剂的使用,是一种更安全、更清洁的工艺。该团队制备得到的Ti3C2-Cu/Co系列杂化物中,MXene具有典型的二维手风琴样层状结构,Cu或Co金属能够插嵌在其层间。X射线衍射图谱表明了金属Cu和Co的存在,结合X射线光电子能谱及同步辐射测试结果可以得出,金属表面原子氧化,其能够通过MXene表面的氧原子与MXene进行相互作用。对Ti3C2-Cu的电化学研究显示了Cu在不同电解液中电容贡献行为的差别。Ti3C2-Cu在1.0 M H2SO4中、电流密度0.5 A g-1时,比电容能够达到885.0 F g-1。组装得到对称超级电容器的工作电压可达1.6 V,比电容可达290.5 mF cm-2 (1 mA cm-2),能量密度和功率密度分别达到103.3 μWh cm-2和0.8 mW cm-2,并稳定循环10000次。熔融盐法制得的Ti3C2-Cu/Co杂化物的独特的二维结构及MXene/金属的共同作用,使得其具有优秀的电化学储能性能,该工作为路易斯酸熔融盐机理的研究提供了实验基础,为MXene基电化学储能材料的设计提供了新思路。

文章信息:Yang Bai, Chunli Liu, Tingting Chen, Wenting Li, Shasha Zheng, Yecan Pi, Yongsong Luo, Huan Pang*, MXene-copper/cobalt hybrids via Lewis acidic molten salts etching for high performance symmetric supercapacitor. Angew. Chem. Int. Ed., 2021, DOI: 10.1002/anie.202112381. IF = 15.336.
文章链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202112381