在Ti3C2TxMXenes的表面工程中,通过Silanol功能化来提高电化学性能
Abelardo Sánchez-Oliva1, Verónica Montes-García2, Ke Li3
1Department of Inorganic, Organic Chemistry and Biochemistry, University of Castilla-La Mancha-IRICA, Faculty of Science and Chemical Technologies, Ciudad Real, 13071, Spain.
Small (Weinheim an der Bergstrasse, Germany)
|September 12, 2025
概括
将MXenes与BPS功能化,可以提高超级电容器的性能. 使用m-xylen作为溶剂可以提高先进的储能设备的稳定性和能量密度.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电化学 电化学 电化学
- 纳米技术纳米技术
背景情况:
- 两维过渡金属碳化物/化物MXenes具有高导电性和用于储能的表面积.
- 挑战包括基于MXene的超级电容器的结构不稳定性和有限的循环耐用性.
研究的目的:
- 为了研究Ti3C2Tx MXenes与5,5'-bis(triisopropoxysilyl) -2,2'-bipyridine (BPS) 的共价功能化.
- 评估不同溶剂 (m-xylen,乙醇,异醇) 对功能化疗效和超级电容器性能的影响.
- 为了提高超级电容器MXene电极的稳定性和循环耐用性.
主要方法:
- 在m-xylen,乙醇和异醇中,Ti3C2Tx MXenes与BPS的共价功能化.
- 使用X射线光电子光谱 (XPS) 进行表征,以确认BPS的结合.
- 在非对称超级电容器中测试功能化MXenes的电化学测试.
主要成果:
- XPS证实了BPS的整合,m-xylen产生了有效的功能,而不会影响充电传输.
- Ti3C2Tx-BPS (m-xylen) 呈现出增强的离子导电性 (2.95 mS cm−1) 和H+扩散 (4.08 × 10−12 cm2 s−1).
- 使用Ti3C2Tx-BPS//活性炭的非对称超级电容器在15000个循环后实现了高能量密度 (32.3 Wh kg-1),功率密度 (12,300 W kg-1),和88.36%的电容保留.
结论:
- 溶剂选择对于有效的MXene功能化至关重要.
- 通过M-烯介导的功能化显著改善了Ti3C2Tx MXenes的电化学性能和循环稳定性.
- 这种方法为开发强大的,高性能的基于MXene的超级电容器提供了一条途径.
