MXenes材料是一類具有二維層狀結(jié)構(gòu)的金屬碳化物和金屬氮化物材料,它外形類似于片片相疊的薯片。它具有許多的特性包括元素組成和結(jié)構(gòu)的可調(diào)性,金屬特性,載流子遷移各向異性,良好的光學(xué)和機(jī)械性能等。
二維層狀材料MXene因具有高的電子電導(dǎo)率和離子擴(kuò)散速率而在電化學(xué)儲(chǔ)能領(lǐng)域擁有廣闊的發(fā)展前景。但層層堆疊MXene活性位點(diǎn)較少且不利于離子的傳輸,因此難以滿足未來的需求。
我們通過NaOH溶液誘導(dǎo)的方法制備了三維交聯(lián)褶皺狀的Ti3C2 MXene,然后用其負(fù)載具有高活性位點(diǎn)的NiCoP納米顆粒,從而得到了一種三維交聯(lián)多孔結(jié)構(gòu)的Ti3C2/NiCoP復(fù)合材料(圖1)。在該復(fù)合材料中,三維交聯(lián)褶皺狀的Ti3C2構(gòu)建了一個(gè)3D的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò),且其大的比表面積和豐富的孔道有利于材料與電解液充分接觸并的離子傳輸。這種MXene結(jié)構(gòu)也可以地容納NiCoP活性顆粒在鈉化過程中的體積膨脹并阻止材料的聚集和粉化。與此同時(shí),NiCoP雙金屬磷化物則擁有者豐富的氧化還原反應(yīng)活性位點(diǎn),高的電子電導(dǎo)率和低的電荷轉(zhuǎn)移電阻。NiCoP和Ti3C2MXene材料間的協(xié)同效應(yīng)使該復(fù)合材料具有高的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和電化學(xué)活性,因而材料表現(xiàn)出了的電化學(xué)性能(圖2)。在1 A g-1循環(huán)2000次后,該Ti3C2/NiCoP復(fù)合材料仍然有著261.7 mAh g-1的比容量。這種將高活性材料與3D褶皺狀Ti3C2 MXene相復(fù)合策略也可用于制備其他新型電極以用于高性能儲(chǔ)能器件。
圖1Ti3C2/NiCoP復(fù)合材料的制備流程
圖2 Ti3C2/NiCoP復(fù)合材料的電化學(xué)性能
Cu銅摻雜Ti2C Mxene量子點(diǎn)(5-10nm)
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