基于聚苯胺改性构建三维MXene复合材料及其电容性能

通过直接电化学法,本文利用MXene表面官能团的诱导能力,在外加电场的作用下,将苯胺单体与MXene共同修饰在不锈钢电极表面,成功制得具有三维结构的MXene/聚苯胺复合电极材料。采用SEM、XRD、XPS、FTIR和Raman光谱对复合电极材料的表面形貌、物相结构和组成进行了表征,并在1mol/L H₂SO₄中详细研究了该电极材料的电容性能。结果表明,得益于MXene的掺杂,MXene/聚苯胺复合电极表现出较好的电子传导能力和优异的电容性能,在10mV/s的扫描速率下电容可达417F/g,当扫描速率增至200mV/s时,其电容保持率为52%,比纯PANI电极高31%。该复合电极材料具有良好的循环稳定性,在1.0A/g的电流密度下循环2000次后电容保持率可维持在83.4%。此项研究工作可为三维MXene复合材料的构建提供设计思路。     

聚(3,4-乙烯二氧噻吩)/MXene复合材料的制备及电容性能研究

MXene材料具有组分灵活可调、电容量较高等优势在超级电容器储能领域备受关注。采用电化学法制得聚3, 4-乙烯二氧噻吩/Nb₂CT_x MXene (PEDOT/MXene)复合电极材料。结果表明,在扫描速率为30 mV·s^-1时,PEDOT/MXene的面积比电容可达250.21 mF·cm^-2,当电流密度从0.1 mA·cm^-2增加到5 mA·cm^-2时,PEDOT/MXene的面积比电容保持率为83.5%,远优于PEDOT的64.1%,并且在100 mV·s^-1的扫描速率下循环测试1 000次后初始电容保持率可达84%,表现出良好的倍率性能和稳定性。工作为基于MXene基材料构筑高性能电化学储能界面提供了一定的借鉴。     

纳米花状MnO_2/Ni电极的制备及其电容性能研究

采用简单的一步水热法,在泡沫镍基体上自生长了由纳米片组装而成的花状MnO_2,制得MnO_2/Ni电极,且具有较高的负载量(2.4 mg/cm~2),通过X射线衍射光谱法(XRD),扫描电子显微镜法(SEM),能量散射光谱(EDS)表征其结构、形貌及元素组成,表明这一结构为花状δ-MnO_2(水钠锰矿型MnO_2);并在三电极体系下,利用循环伏安曲线(CV)、恒电流充放电曲线(GCD)和电化学交流阻抗频谱(EIS)等电化学方法表征其电容性能,结果表明,小电流密度下,该电极表现出更好的电容性能,在0.2A/g的电流密度下,比电容高达380.2F/g;在2A/g电流密度下,经过1000次循环,比电容依然保持起始的94.2%,且循环前后,电极的电阻并没有发生明显的变化。因此,表现出良好的电容性和稳定性。