表面活性剂辅助插层制备二维Ti₃C₂T_x及其电化学性能研究

官仕齐¹，董燕¹，江国栋^1,2，黄仁忠¹，袁颂东^1,2

1. 湖北工业大学太阳能高效利用湖北省协同创新中心2. 催化材料湖北省协同创新中心

摘 要：采用一种改进的方法制备了类石墨烯的Ti₃C₂T_x二维材料。首先采用氢氟酸刻蚀Ti₃AlC₂,然后向插层溶剂二甲亚砜中添加表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵协助二甲亚砜共同插层,最后经超声处理制备Ti₃C₂T_x。XRD测试表明,由于表面活性剂的协助插层作用,插层剂分子更容易进入Ti₃C₂T_x层间,显著增加其层间距,减小层间的相互作用力,便于其剥离。氮气吸脱实验证实该方法制备的Ti₃C₂T_x具有更高的比表面积和孔容。电化学测试表明,由制备的Ti₃C₂T_x组装成的对称性电容器具有更高的比电容,在0.5 A/g电流密度下的比电容达75.0 F/g,当充电电流增加至4 A/g时,其电容维持在57.0 F/g。在1 A/g的电流密度下,经过2 500次的充放电循环后,制备的Ti₃C₂T_x材料的比电容为61.5 F/g,循化稳定率达87.0%。

关键词：Ti₃C₂T_x;MXene;插层剂;超级电容器;