MXene是指通過腐蝕三元層狀陶瓷MAX相而得到的碳化物和/或氮化物,因其具有獨特的電學和磁學性能和類石墨烯的層片結(jié)構(gòu),在催化領域、儲能領域和復合材料領域都有著廣闊的應用前景和研究空間。本文選用MAX相中的312相—Ti3Al C2作為前驅(qū)體,用HF酸對其腐蝕不同時間,得到最佳腐蝕工藝后對腐蝕產(chǎn)物進行液相剝離,得到片層較少的Ti3C2Tx片（T代表-O,-OH,-F官能團）。為了改善Ti3C2Tx的電化學性能,將氧化石墨烯（GO）和Ti3C 2T x復合,研究氧化石墨烯（GO）的添加量和還原處理對復合材料的物相組成、顯微組織形貌,價態(tài)分布和電化學性能的影響。采用40wt.%的HF酸對Ti3Al C2腐蝕不同時間（2h,4h,8h,24h）,最佳腐蝕時間為24h,Al原子層被完全腐蝕掉,獲得了具有較大層片間距的粉體。對腐蝕24h的粉體進行液相剝離,得到層片數(shù)較少的Ti3C2Tx納米片,納米片在電鏡下呈透明狀態(tài),且邊緣出現(xiàn)卷曲的現(xiàn)象。通過剝離后混合超聲的方法,將氧化石墨烯（GO）與Ti3C2Tx復合,得到了氧化石墨烯（GO）添加量為10wt.%⁴0wt.%的GO/Ti... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景
    1.2 二維材料
        1.2.1 二維材料的分類
        1.2.2 二維材料的制備方法
        1.2.3 二維材料的應用
    1.3 MXene材料
        1.3.1 MAX相陶瓷
        1.3.2 MXene的制備及性能
        1.3.3 MXene復合材料及其在鋰離子電池方面的應用研究
    1.4 主要研究內(nèi)容
第2章 試驗與分析測試方法
    2.1 試驗原料
    2.2 制備工藝
        2.2.1 Ti_3AlC_2的制備
        2.2.2 Ti_3AlC_2的腐蝕
        2.2.3 Ti_3C_2T_x納米片的液相剝離
        2.2.4 GO/Ti_3C_2T_x復合材料的制備
        2.2.5 GO/Ti_3C_2T_x復合材料的還原處理
    2.3 表征方法
        2.3.1 XRD物相分析
        2.3.2 掃描電子顯微鏡形貌觀察
        2.3.3 透射電子顯微鏡和高分辨透射電子顯微鏡觀察
        2.3.4 氣體吸附分析
        2.3.5 X射線光電子能譜分析
        2.3.6 電化學性能測試
第3章 Ti_3C_2T_x材料的制備及表征
    3.1 引言
    3.2 腐蝕時間對Ti_3AlC_2分層的影響
        3.2.1 腐蝕時間對腐蝕產(chǎn)物物相組成的影響
        3.2.2 腐蝕時間對腐蝕產(chǎn)物顯微組織形貌的影響
        3.2.3 腐蝕時間對腐蝕產(chǎn)物價態(tài)分布的影響
    3.3 Ti_3C_2T_x粉體的液相剝離
        3.3.1 液相剝離對Ti_3C_2T_x粉體物相組成的影響
        3.3.2 液相剝離對Ti_3C_2T_x粉體顯微組織的影響
        3.3.3 液相剝離對Ti_3C_2T_x粉體比表面積的影響
    3.4 本章小結(jié)
第4章 GO/Ti_3C_2T_x復合材料的電化學性能
    4.1 引言
    4.2 GO添加量對GO/Ti_3C_2T_x顯微組織結(jié)構(gòu)的影響
        4.2.1 GO添加量對復合材料物相組成的影響
        4.2.2 GO添加量對復合材料顯微組織形貌的影響
        4.2.3 GO添加量對復合材料價態(tài)分布的影響
    4.3 GO添加量對GO/Ti_3C_2T_x復合材料電化學性能的影響
        4.3.1 GO添加量對復合材料充放電性能的影響
        4.3.2 GO添加量對復合材料循環(huán)性能的影響
        4.3.3 GO添加量對復合材料倍率特性的影響
    4.4 本章小結(jié)
第5章 還原處理對GO/Ti_3C_2T_x復合材料顯微組織結(jié)構(gòu)和電化學性能的影響
    5.1 引言
    5.2 還原處理對GO/Ti_3C_2T_x復合材料顯微組織的影響
        5.2.1 還原處理對復合材料物相組成的影響
        5.2.2 還原處理對復合材料顯微組織形貌的影響
        5.2.3 還原處理對復合材料價態(tài)分布的影響
    5.3 還原處理對GO/Ti_3C_2T_x復合材料電化學性能的影響
        5.3.1 還原處理對復合材料充放電性能的影響
        5.3.2 還原處理對復合材料循環(huán)性能的影響
        5.3.3 還原處理對復合材料倍率特性的影響
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士學位期間所獲得的科研成果
致謝


【參考文獻】：
碩士論文
[1]二維層狀Ti3C2納米片的液相剝離及在LIBs中的充放電特性[D]. 孫亞健.哈爾濱工業(yè)大學 2015



本文編號：3330353