【摘 要】
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MXene是类石墨烯二维层状材料,具有良好的导电性、丰富的表面官能团和优异的亲水性等优点。但其在二维方向会出现片层自堆积现象,阻碍了其进一步的发展。本文通过对MXene刻蚀条件、表面改性及材料复合进行探究,从而开发具有优异电化学性能的MXene基复合材料。具体研究内容如下:（1）选择Ti3AlC2 MAX材料作为研究对象,探究了刻蚀时间、插层剂以及插层时间对制备MXene材料的影响。研究结果表明:
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MXene是类石墨烯二维层状材料,具有良好的导电性、丰富的表面官能团和优异的亲水性等优点。但其在二维方向会出现片层自堆积现象,阻碍了其进一步的发展。本文通过对MXene刻蚀条件、表面改性及材料复合进行探究,从而开发具有优异电化学性能的MXene基复合材料。具体研究内容如下:（1）选择Ti3AlC2 MAX材料作为研究对象,探究了刻蚀时间、插层剂以及插层时间对制备MXene材料的影响。研究结果表明:当使用HF作为刻蚀剂时,合适的刻蚀时间有助于制备出表面光滑的手风琴状Ti3C2材料。通过进一步使用TMAOH作为插层剂,获得层间距均匀、单层片状的MXene材料。同时,刻蚀后的MXene材料电化学性能增强。其储锂比容量由未刻蚀的30.7 mAh g-1增加至242.2 mAh g-1。（2）为了进一步提高MXene电化学性能,通过静电作用,将荷负电的MXene与荷正电的三聚氰胺结合,经后续高温处理,得到改性的m-MXene材料。并研究了不同的三聚氰胺添加量、不同煅烧温度及不同煅烧时间对m-MXene材料的影响。其中,三聚氰胺添加量为5:1,煅烧温度为550℃,煅烧时间为4 h时,制备m-MXene材料的储锂性能最佳。在电流密度为0.1 A g-1时首次可逆比容量为411.5 mAh g-1,经过100周循环后的其可逆比容量可达到292.9 mAh g-1,容量保持率为71.2%。（3）采用溶剂热法成功制备了LFP/MXene/C复合材料,并针对MXene含量、碳化温度、碳化时间进行了系统的探究。测试结果表明,MXene含量为7%,碳化温度为700℃、碳化时间为6 h时,LFP/MXene/C具有更加优异的倍率性能及电极过程动力学特征,其在0.1 C的电流密度下首次可逆比容量为151.5 mAh g-1,首次库伦效率为97.6%,优于其他碳化温度下的材料的可逆比容量。在0.2 C、0.5 C、1 C以及5 C的倍率下其平均可逆容量分别为143.2、130.2、117.8和107.2mAh g-1,当电流密度恢复到0.1 C时,其可逆比容量仍可达到148.5 mAh g-1,容量恢复至最初的98.0%。对其进行低温（-20℃）性能测试,结果表明,在0.1 C、0.2 C、0.5 C以及1 C的电流密度下,其首次放电比容量分别可达到86.4、72.1、60.4和52.5 mAh g-1,低温性能良好。
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