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二维过渡金属碳化物MXene是一类新型的二维(2D)材料,因为其优异的亲水性、柔韧性与导电性已在储能领域引起了广泛的研究。但是,MXene的易重新堆叠和较差的稳定性严重影响了它们的发展。超级电容器,作为一种新型的储能设备,介于可充电电池和常规电容器之间,因其高的功率密度和长循环寿命以及良好的安全性而受到广泛的关注和研究,本论文针对Ti3C2Tx型MXene电极材料的制备及在超级电容器中的应用进行了一系列研究,主要研究内容如下:(1)采用LiF/HCl对Ti3AlC2进行刻蚀制备Ti3C2Tx,通过抗坏血酸辅助的水热处理制备了 Ti3C2Tx-rGO气凝胶。它可以有效减少Ti3C2Tx的重新堆叠并增强电极的电化学性能。探究了复合比例及不同水热条件对其性能的影响,分析了电极材料的氧化还原动力学。在1 M H2SO4中进行三电极性能测试,作为无粘结剂的电极材料,在1A g-1时具有313 F g-1的比电容(约为纯Ti3(C2Tx的1.74倍),电流密度为10 A g-1时,Ti3C2Tx/rGO-4材料的比电容仍可保持高达234 F g-1的比容量,并具有74.8%的保持率。Ti3C2Tx/rGO-4材料扩散过程控制的贡献显著高于纯Ti3C2Tx材料,这是由于还原氧化石墨烯(rGO)插层和增加层间距后暴露的活性位点更多。此外,Ti3C2Tx/rGO-4材料组成的对称超级电容器在500 W kg-1的功率密度下表现出7.5 Wh kg-1的较高能量密度。(2)制备了 Ti3C2Tx-Na2CO3-200电极材料。将Ti3C2Tx经过饱和碳酸钠溶液的处理,然后在N2/H2气氛下的煅烧,得到Ti3C2Tx-Na2CO3-200电极材料。结果表明:通过处理去除了表面基团,暴露了更多的活性位点,提升了电化学性能。研究了制备的条件对超级电容器性能的影响,进一步组装成两电极系统以测试其实际应用情况。在1 M H2SO4中进行三电极性能测试,Ti3C2Tx-Na2CO3-200电极的比电容在1 A g-1时达到422 F g-1,远远超过Ti3C2Tx电极(180 F g-1),电流密度为10 A g-1时,Ti3C2Tx-Na2CO3-200电极的比电容仍可保持高达330 F g-1的比容量,并具有78.2%的保持率。此外,Ti3C2Tx-Na2CO3-200电极组成的对称超级电容器表现出10.81 Wh kg-1较高的的能量密度。