热处理对Ti3C2Tx MXene材料电化学储锂性能的影响

摘要：

MXene材料是一类二维过渡金属碳化物、氮化物或碳氮化合物,在能源、光学、生物、传感和电磁屏蔽等领域具有重要应用前景.近期研究表明,路易斯酸熔融盐法刻蚀制得的二维MXene材料具有优异的电化学储锂性能,且表面官能团对其储锂性能具有较大影响.为此,系统研究了热处理对Ti3C2Tx MXene(T为Br及O)官能团及电化学储锂性能的影响.分析了不同热处理温度下Ti3C2Tx MXene的结构稳定性及官能团脱附行为,并对比了不同温度处理下Ti3C2Tx MXene的电化学性能,阐明了不同官能团在储锂过程的作用.研究结果表明,热处理可让Br官能团发生脱附及产生TiO2,从而提升MXene材料的储锂性能;热处理温度大于 300℃时,Ti3C2Tx MXene表面O官能团发生原位氧化,生成TiO2 并贡献额外储锂容量,但热处理温度为 900℃时,Ti3C2Tx MXene结构被破坏,储锂容量大幅降低.在 700℃热处理Ti3C2Tx MXene样品可获得最高储锂容量,达 241.9 mAh·g-1,相较未热处理样品容量提升 32.2％.

关键词：热处理、MXene、熔盐法制备、官能团调控、电化学储锂

所属期刊栏目：42

分类号：TM912

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金

在线出版日期：2023-08-03（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：369-374