【摘 要】
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二维过渡金属碳化物和氮化物（MXene）因其独特的片层特性、优异的金属导电性和亲水性,在超级电容器电极材料方面具有潜在的应用价值。本文通过水热法负载金属氢氧化物和硫化物制备MXene复合材料,研究了其电化学性能,具体内容如下:（1）以MXene为基体,采用水热沉积法制备了MXene/Al-Ni（OH）2复合材料。实验结果表明:当镍铝比2.8:0.2,温度140℃,复合材料MXene/Al-Ni（O
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二维过渡金属碳化物和氮化物（MXene）因其独特的片层特性、优异的金属导电性和亲水性,在超级电容器电极材料方面具有潜在的应用价值。本文通过水热法负载金属氢氧化物和硫化物制备MXene复合材料,研究了其电化学性能,具体内容如下:（1）以MXene为基体,采用水热沉积法制备了MXene/Al-Ni（OH）2复合材料。实验结果表明:当镍铝比2.8:0.2,温度140℃,复合材料MXene/Al-Ni（OH）2-2.8:0.2-140为三维花状结构,在电流密度为1 A·g-1时,复合材料MXene/Al-Ni（OH）2-2.8:0.2-140的比电容(2268 F·g-1)明显高于MXene(157.4 F·g-1)和Al-Ni（OH）2(1328 F·g-1)的比电容。经3000次循环,电容保持率为82.55%。基于MXene/Al-Ni（OH）2-2.8:0.2-140正极的非对称超级电容器,在能量密度为21.06Wh·kg-1时,功率密度为750 W·kg-1。表明MXene/Al-Ni（OH）2-2.8:0.2-140复合材料是一种潜在的高性能超级电容器材料电极。（2）以MXene为基体,采用水热法制备了复合材料MXene/Ni S2。实验结果表明:在镍硫比为1:2时,温度180℃,复合材料MXene/Ni S2-1:2-180为网状结构。在电流密度为1 A·g-1时,复合材料MXene/Ni S2-1:2-180比电容可达到898.2F·g-1。基于MXene/Ni S2-1:2-180为正极的非对称超级电容器,在1.5 V的工作电压窗口下,能量密度达32.08 Wh·kg-1时,功率密度达749.92 W·kg-1;在2 A·g-1,循环充放电3000次比电容保持85.74%,该研究展现出MXene/Ni S2-1:2-180复合材料良好的循环稳定性及高储能性能。（3）以MXene基体,采用水热沉积法制备了复合材料MXene/Ni Co S。实验结果表明:在Ni Co/S比为1:1.5,复合材料Ni Co S-1:1.5上球状Ni Co S聚集在MXene纳米片表面。在1 A·g-1的电流密度下,复合材料MXene/Ni Co S-1:1.5比电容达到2088 F·g-1。以生物质炭为负极,基于复合材料MXene/Ni Co S-1:1.5为正极的非对称超级电容器在1.6 V的电位窗口下。在能量密度为23.7 Wh·kg-1时功率密度达750 W·kg-1。经过3000次循环比电容保持率为86.59%。实验结果表现出MXene/Ni Co S-1:1.5良好的循环稳定性及高储能性能。
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