【摘 要】
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过渡金属碳/氮化物（MXene）具有良好的导电率,层状结构、比表面积大等特点而作为超级电容器电极材料被广泛研究。但是,MXene本身存在许多缺点,比如:容易氧化、结构不够稳定、容易发生重新堆叠使层间距减小,使其直接用作超级电容器电极材料时并不理想。因此,本论文对Ti3C2材料展开研究,通过Ti3C2与其他材料复合使得Ti3C2纳米片层间距增大以减弱重新堆叠,同时降低离子/电子传输势垒以提升其比电容
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过渡金属碳/氮化物（MXene）具有良好的导电率,层状结构、比表面积大等特点而作为超级电容器电极材料被广泛研究。但是,MXene本身存在许多缺点,比如:容易氧化、结构不够稳定、容易发生重新堆叠使层间距减小,使其直接用作超级电容器电极材料时并不理想。因此,本论文对Ti3C2材料展开研究,通过Ti3C2与其他材料复合使得Ti3C2纳米片层间距增大以减弱重新堆叠,同时降低离子/电子传输势垒以提升其比电容。具体内容如下:（1）通过在Ti3C2纳米片上原位生成CeO2纳米颗粒的方法成功制备了具有一定柔性的Ti3C2/CeO2薄膜电极。CeO2纳米颗粒的生成使Ti3C2纳米片的层间距从1.23 nm增加到了1.4 nm,缓解了Ti3C2纳米片的重新堆积。为了研究Ti3C2/CeO2电化学性能,将Ti3C2/CeO2薄膜裁成规整的薄片进行电化学测试,实现了在0.5 A/g时643 F/g的高比电容,是纯Ti3C2薄膜电极的两倍,且在循环10,000次后电容剩余85.2%。此外,还对Ti3C2/CeO2电极进行动力学计算,在2 m V/s时电容控制为43.7%（20 m V/s时为62.4%）。（2）以偏钒酸铵、硝酸银和Ti3C2为主要原料,在Ti3C2纳米片间生成棒状的偏钒酸银,经过洗涤、抽滤,成功的制备了具有一定柔性的Ti3C2/Ag VO3薄膜电极。Ag VO3的引入使Ti3C2的层间距从1.2 nm增加到了1.38 nm。经过实验筛选确定Ti3C2/Ag VO3理论比例为10:1时为最佳比例,在2 m V/s时比电容为460 F/g,在0.5 A/g比电容为432F/g,约为Ti3C2薄膜电极的1.5倍,且在循环1000次之后电容剩余89.7%。还经过电极动力学分析计算,在2 m V/s时电容控制为78%（10 m V/s时为89%）。（3）将Ti3C2纳米片用少量的氧化剂氧化制备了Ti3C2/Ti O2薄膜电极。Ti O2的生成使Ti3C2层间距从1.17 nm增加到了1.3 nm,缓解了Ti3C2的重新堆叠。在1 A/g时Ti3C2/Ti O2薄膜电极实现了544 F/g的高比电容、在经过1000次循环充放电之后电容保持率还剩余92%。此外还进行了电极动力学计算,在扫描速率为2 m V/s时电容控制占比为76%（10m V/s为96%）。
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