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相似文献
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1.
二维过渡金属碳化物(MXenes)具有良好的电化学性能与辐照稳定性, 其在放射性核素电化学检测领域有潜在应用价值。本研究通过碱活化的方式处理碳化钛型MXene(Ti3C2Tx), 随后将钾插层的Ti3C2Tx(K-Ti3C2Tx)负载到玻碳电极(GCE)上得到K-Ti3C2Tx/GCE修饰电极。采用XRD、SEM、XPS等手段分别对Ti3C2Tx和K-Ti3C2Tx进行分析表征, 并进一步研究了K-Ti3C2Tx/GCE对痕量铀酰离子(UO22+)的电化学检测性能。循环伏安(CV)实验结果表明, 相比于GCE电极, K-Ti3C2Tx/GCE修饰电极对UO22+的电化学响应显著增强。进一步使用差分脉冲伏安法(DPV)扫描, 发现pH=4.0时, K-Ti3C2Tx/GCE修饰电极对UO22+在铀浓度0.5~10 mg/L范围内呈现良好的线性检测关系, 本方法的检测限为0.083 mg/L(S/N=3), 稳定性和重复性好。  相似文献   

2.
银基电触头在低压开关领域扮演重要角色。作为一种具有良好导电导热性能的新型二维碳化物材料,MXene家族典型代表材料(Ti3C2Tx)在多个领域显示出极大的应用潜力。Ti3C2Tx有望作为一种新型环保银基电触头增强相材料。本研究采用粉末冶金法制备了Ag/Ti3C2Tx复合材料,并对Ti3C2Tx和Ti3AlC2的物相和微观结构进行表征。同时研究了Ti3C2Tx增强Ag基复合材料的综合性能,包括电阻率、显微硬度、机械加工性能、抗拉强度和抗电弧侵蚀性能,并与Ti3AlC2增强Ag基复合材料进行了比较。Ag/Ti3C2Tx的电阻率(30×10 -3 μΩ·m)相对于Ag/Ti3AlC2(42×10 -3 μΩ·m)降低了29%。Ag/Ti3C2Tx硬度适中(64 HV),具有良好的可加工性,作为无毒电触头材料应用前景广阔。Ag/Ti3C2Tx复合材料导电性能的提高主要归因于Ti3C2Tx本身优异的金属性以及由Ti3C2Tx微观结构特征带来的可变形性。由于缺乏Al-Ag相互扩散,Ag/Ti3C2Tx复合材料的拉伸强度(32.77 MPa)明显低于Ag/Ti3AlC2复合材料(145.52 MPa)。正因为缺失Al层,Ag/Ti3C2Tx的抗电弧侵蚀性能也无法与Ag/Ti3AlC2相媲美。尽管Ag/Ti3C2Tx的抗电弧侵蚀性能有待进一步提高,但优异的导电性使其有望替代当下有毒的Ag/CdO电接触材料。该研究结果为开发新型环保电触头材料提供了新的探索方向。  相似文献   

3.
通过超声辅助和低温热处理在二维Ti3C2Tx 纳米片层间原位生长SnO2纳米颗粒,制备出纳米结构的SnO2@Ti3C2Tx 复合材料。使用X射线衍射、X射线光电子能谱和高分辨透射电子显微镜等手段对其表征,研究了这种材料的结构和性能。结果表明,SnO2纳米粒子密集分布在Ti3C2Tx 片层表面与片层之间,Ti3C2Tx 纳米薄片突出的限制效应和良好的类石墨层状结构抑制了SnO2纳米粒子的体积膨胀和团聚,加速了锂离子和电子的跃迁。同时,嵌入在片层之间的SnO2纳米粒子防止纳米片层在锂插入/脱出过程中重新堆积,使Ti3C2Tx 基体的纵向结构稳定性提高。SnO2@Ti3C2Tx 复合材料两组分之间的协同效应,使其具有良好的倍率性能与长循环性能。  相似文献   

4.
采用分子级混合方法及SPS烧结技术制备了Ti3C2Tx含量分别为5vol%、10vol%和20vol%的Cu/Ti3C2Tx复合材料, 研究了Ti3C2Tx含量对铜基复合材料的导电性、力学性能及摩擦磨损性能的影响。研究发现: 随Ti3C2Tx含量增加, Cu/Ti3C2Tx复合材料的相对密度及电导率均持续下降, 拉伸强度则先升高后下降; 当Ti3C2Tx含量为5vol%时, Cu/Ti3C2Tx复合材料的拉伸强度相比纯铜提高了43%。添加Ti3C2Tx可以明显改善Cu/Ti3C2Tx复合材料的摩擦磨损性能, 当Ti3C2Tx含量为10vol%时, Cu/Ti3C2Tx复合材料的磨损率仅为2.55×10-7 mm3/(N·m), 比纯铜降低了一个数量级。  相似文献   

5.
以聚多巴胺(PDA)修饰的Ti3C2Tx为基体, 高锰酸钾(KMnO4)为锰源, 十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)和聚乙二醇(PEG)为表面活性剂, 采用液相共沉淀法及水热法, 制备出四种不同形貌的Ti3C2Tx@MnO2复合材料。通过FE-SEM、XRD、Raman、FT-IR、BET及电化学测试, 系统研究了纳米碎片状(δ-MnO2)、米粒状(α-MnO2)、纳米花球状(α-MnO2)以及纳米线状二氧化锰(α-MnO2)对Ti3C2Tx物相结构、电化学活性和电荷存储机理的影响。结果表明: 纳米线状MnO2复合改性的Ti3C2Tx比表面积最大、电荷转移阻抗最小且循环稳定性最优, 在扫描速率为2 mV?s -1时的比容量达340.9 F?g -1, 比使用CTAB时高出近2.5倍。  相似文献   

6.
直接甲醇燃料电池因操作方便、转化效率高、操作温度低、污染少以及液体燃料易存储易运输等优势具有良好的应用前景, 但现有阳极催化剂存在催化活性低、抗CO中毒性差等缺点, 制约了其商业化应用前景。本研究采用三步法制备得到了一系列不同Pt、Ru配比的PtRu/(Ti3C2Tx)0.5-(MWCNTs)0.5阳极催化剂材料, HF腐蚀Ti3AlC2得到Ti3C2Tx, 与酸化处理的多壁碳纳米管(MWCNTs)复合后通过溶剂热法负载Pt、Ru颗粒。通过XRD、SEM、EDS、TEM、XPS等分析铂钌的协同关系。结果表明: Ru原子与Pt原子晶格混合, 形成了粒径约3.6 nm的铂钌双金属合金。电化学分析结果表明: Pt1Ru0.5/(Ti3C2Tx)0.5-(MWCNTs)0.5催化剂具有最佳的电化学性能, 其电化学活性面积(Electrochemical Active Area, ECSA)为139.5 m 2/g, 正向峰电流密度为36.4 mA/cm 2。  相似文献   

7.
将钛粉、铝粉、石墨粉和少量锡粉混合,用原位烧结技术宏量制备高纯度前驱体材料Ti3AlC2,再以浓氢氟酸为刻蚀剂进行选择性刻蚀,改变刻蚀时间宏量制备出层间距可调节的层状剥离Ti3C2。使用X射线衍射和场发射扫描电子显微镜分别表征了Ti3AlC2和Ti3C2的结构和层间距微观形貌,并对用Ti3C2制成的电极进行了电化学性能测试分析。结果表明,相比其它在相同条件下制备的电极其比容量大幅度提高,且具有良好的超级电容性能。  相似文献   

8.
采用微波辅助选择性刻蚀技术制备了原子层间距为1.28 nm的少层Ti3C2,其质量比电容为377.64 F/g,比多层Ti3C2提高了154.27%。对两种Ti3C2电化学储能过程的动力学分析结果表明,少层Ti3C2的电荷存储主要是表面电容的贡献,其贡献率为76.28%。  相似文献   

9.
以二维过渡金属碳化物Ti3C2Tx MXene作为填料,非铁电、可生物降解的高分子物质聚乙烯醇(PVA)作为基体,通过溶液涂膜法制备了具有高介电常数的Ti3C2Tx MXene/PVA柔性复合材料。研究了Ti3C2Tx MXene充填量对复合材料介电性能的影响。Ti3C2Tx MXene/PVA复合材料的介电性能变化遵循逾渗规律,随着Ti3C2Tx MXene充填量的增加,Ti3C2Tx MXene/PVA复合材料的介电常数呈先增加后减小的变化规律,Ti3C2Tx MXene充填量为20wt%的Ti3C2Tx MXene/PVA复合材料介电常数在20 Hz时高达577.3,比纯PVA的介电常数(10.5)提升了5 398%。但是,当Ti3C2Tx MXene充填量超过20wt%后,Ti3C2Tx MXene/PVA复合材料的介电常数急剧下降,介电损耗快速上升,表现出明显的逾渗行为。   相似文献   

10.
Mxenes以其优异的比表面积、高导电率和组分可调性而受到广泛研究,并用作高效锂离子电池的电极材料。然而,其有限的存储容量以及锂离子扩散引起的剧烈晶格膨胀限制了MXenes作为电极材料的应用。本研究设计了具有代表性的MXene材料卤化(氟化、氯化或溴化)–Ti3C2。采用基于密度泛函理论的范德瓦耳斯修正的第一性原理计算方法研究了表面端基(T=F~–、Cl~–和Br~–)修饰对锂离子电池中Ti3C2负极的原子结构、电学性质、力学性质以及电化学性能的影响。研究表明, Ti3C2T2单层具有良好的结构稳定性、力学性质和导电性质。相比Ti3C2F2和Ti3C2Br2,Ti3C2Cl2单层具有较大的弹性模量(沿二维薄膜两个方向的弹性模量分别为321.70和329.43 N/m)、较低的锂离子扩...  相似文献   

11.
碳化钛作为一种新兴的层状二维材料具有一些独特的物理化学性质, 近年来引起了科研工作者广泛的注意。它是由化学选择性刻蚀的方法获得, 在电化学如锂电池, 超级电容器等领域展现出极好的应用前景。目前研究中碳化钛的电极往往活性物质负载量较低, 导致面容量不佳, 从而限制了其在大规模生产中的应用。本工作受自然界中椴木结构的启发, 利用其多孔道、孔道弯曲度低、导电性好、低价环保等特点, 将碳化钛与椴木活性炭复合, 获得了一种具有高面电容且稳定的超级电容器, 该电容器在2 mV/s的扫速下具有1983 mF/cm 2的面容量, 同时活性材料负载量可以达到17.9 mg/cm 2。本研究为后续利用自然界构型材料与功能材料的复合提供了一定的借鉴。  相似文献   

12.
近年来人们对储能设备的需求加大,超级电容器因其优异的性能而受到研究者青睐。二维过渡MXenes材料是一种类似于石墨烯的二维片层材料,具有独特的结构和丰富的官能团,其中Ti3C2TX MXenes材料因其具有优异的导电性、高比面积和高比电容等优点而被广泛用作超级电容器电极材料。然而,Ti3C2TX材料存在易氧化和自堆叠等问题,作为电极材料需要对其性能进行改性和优化。本文主要介绍了Ti3C2TX材料常用的制备方法(如HF刻蚀、氟化盐刻蚀、碱刻蚀、电化学刻蚀等)及Ti3C2TX在超级电容器应用过程的性能改性研究现状,包括构建Ti3C2TX多孔结构、进行表面修饰及制备Ti3C2TX复合电极,并展望了Ti3C2  相似文献   

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