近年来,二维材料凭借可调控的电子结构,巨大的表面积和柔性的层状通道在柔性可穿戴设备和便携电子产品等领域展现出了巨大的应用潜力和广阔的发展前景。2004年石墨烯的发现在科学界激起狂澜,从此开启了二维材料的世界之门。随着科技进入“后石墨烯时代（Post-graphene age）”,新型二维材料如:过渡金属硫/氧化物、过渡金属碳/氮化物、六方氮化硼、硼烯、硅烯、磷烯、锗烯等相继出世。其中,二维过渡金属氮化物/碳化物（MXene）材料因其具有优异的电子、磁学和力学性能快速成为研究的热点,使其在储能领域具有重要的应用价值。对比于传统超级电容器中所应用的碳材料,MXene材料则具有更高的堆积密度、更好的电子导电率、更强的单位体积存储电荷能力等优势,使得MXene材料在超级电容器领域应用具有高的容量。但是研究发现,通常MXene的层间储能领域不能完全发挥作用,原因在于其自身具有较大的表面能,引发片层间的聚集和堆叠,导致电解液的交换效率大大降低,严重限制了MXene片层的电化学利用率。为了进一步提高MXene材料的电化学性能,杂原子（氮、硫、硼、磷）掺杂是一条行之有效的方法。到目前为止,杂原子掺杂的方法对MXene进行改性的应用研究较少。本论文通过杂原子掺杂改善MXene的比电容并研究其在微型超级电容器领域的应用。本论文共分为五个部分:第一章:介绍了MXene的研究背景、综述了MXene的制备方法、性质以及应用。另外,对微电容器相关结构和设计进行了综述,并提出了本论文的研究目的和工作的主要内容。第二章:以Ti₃Al C₂ MAX相陶瓷为原料,选用HF、HCl-Li F为腐蚀剂进行化学刻蚀,得到类似于膨胀石墨的多层MXene结构。使用二甲基亚砜（DMSO）作为插层剂分离堆叠的MXene相,再通过超声处理将多层MXene分离,获得宏量可控、高品质单层的MXene片。利用MXene溶液制备柔性自支撑超级电容器纸电极,该纸电极具有超高的体积电容（扫描速率为2 m V/s时电容为238.5 F/cm³）、优异的柔韧性和稳定性。第三章:为了进一步提高MXene本身的电化学性能,通过选用体1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐离子液作为杂原子掺杂的氮源和硼源,利用不同温度进行退火处理,研制出新型的N、B掺杂MXene（N,B-Ti₃C₂T_x）用作超级电容器的活性材料。考察了退火温度对相关电化学性能的影响,结果表明,最佳退火温度为300oC,此时电容性能得到显著提高。在扫描速率为100 m V/s时测得N,B-Ti₃C₂T_x-300oC的质量电容为65 F/g,是相同条件下Ti₃C₂T_x电容的5.5倍。EIS结果表明,N,B-Ti₃C₂T_x-300oC的接触电阻为0.52?。通过循环稳定性测试显示,当电流密度为2 A/g时,充放电循环1000次后的电容保持率为84%。第四章:以氨气为N源,通过高温煅烧制备了N掺杂MXene材料,借鉴微流控技术中纸芯片的制备工艺,利用紫外光刻技术在滤纸上制造出不同形状、尺寸、电极间距的平面微电容器结构,分别将集流体、电极材料抽滤在图案化的器件上,然后涂覆电解质,构建氮掺杂MXene微型电容器,考察了其单个以及多组器件串并联作为电容器的相关性能。通过对单个微型电容器件进行分别进行CV、GCD电化学测试得到,在扫描速率为5 m V/s时,电流密度为1 m A/cm²时,其体积电容分别为41.89 F/cm³、41.07 F/cm³,将三个叉指电极微型电容器串并联CV、GCD性能测试,证明了氮掺杂MXene微型电容器可以在增高电压的条件下依然具有较好的稳定性和可拓宽性,能够适应更多的电学工作环境,拓展了它的应用领域;在弯折和长期充放电的测试中均保持良好的性能,经重复弯折100次后,电容保持率为原始值的95%,并且,在10000次循环充电、放电后,电容保持率在89%,为实验室小批量生产到工业化量产提供了理论依据。第五章:对整个论文做了全面的总结,回顾了本工作所解决的问题,并说明了在本工作的基础上将来的发展趋势,对今后相关工作提出了展望。