作為一種兼具高導電和親水性的新型二維材料,MXene（Ti₃C₂T_x）自誕生以來就備受科研人員的矚目。獨特的二維層狀結構和終端表面活性基團,賦予了MXene高強度、高電子遷移率、高導熱率及大比表面積等優(yōu)異性能,進而使其在能量存儲、電磁干擾屏蔽、光熱轉換、無線通訊、傳感器以及納米復合材料等領域展現(xiàn)出巨大的應用潛力。然而,MXene主要是通過氫氟酸刻蝕制備得來,最終是以低濃度的分散液形式存在,因而MXene極易氧化變質(zhì),儲存期很短,并且使得MXene的后續(xù)加工變得極為困難。本論文的主要目的就是開發(fā)出一種可再分散的高濃度MXene,并驗證它的實際應用潛力,進而促進MXene的快速發(fā)展。采用簡單且反應條件更加溫和的原位氫氟酸刻蝕法,一步實現(xiàn)對MAX相（Ti₃AlC₂）的“刻蝕-嵌入-剝離”,成功制備得到高質(zhì)量低缺陷的單層MXene納米片分散液。拉曼光譜、X射線衍射（XRD）及X射線光電子能譜（XPS）等測試結果表明,所制備的MXene呈現(xiàn)出二維層狀晶體的結構,并含有大量的-O、-F、-... 

【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)】：87 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究目的和意義
    1.2 MXene的發(fā)展歷程
    1.3 MXene的結構與性能
        1.3.1 MXene的結構
        1.3.2 MXene的性能
    1.4 MXene的應用
        1.4.1 MXene應用于儲能
        1.4.2 MXene應用于傳感器
        1.4.3 MXene應用于電磁屏蔽
        1.4.4 MXene在其他領域的應用
        1.4.5 MXene應用的局限性
    1.5 主要研究內(nèi)容
第2章 實驗材料與研究方法
    2.1 實驗材料和儀器
        2.1.1 實驗材料
        2.1.2 實驗儀器及測試設備
    2.2 材料的制備方法
        2.2.1 MXene分散液的制備
        2.2.2 高濃度MXene面團的制備
        2.2.3 MXene膜及R-MXene膜的制備
        2.2.4 環(huán)氧樹脂基板的制備
        2.2.5 拉伸試樣的制備
        2.2.6 MXene/環(huán)氧樹脂復合薄膜的制備
    2.3 材料的表征及測試方法
        2.3.1 微觀形貌及結構的表征
        2.3.2 材料組成表征
        2.3.3 力學性能測試
        2.3.4 電導率的測試
        2.3.5 超級電容性能測試
        2.3.6 電磁屏蔽性能測試
第3章 可再分散的高濃度MXene面團制備及表征
    3.1 MXene納米片的制備及表征
        3.1.1 MXene納米片的制備
        3.1.2 MXene的晶體結構表征
        3.1.3 MXene納米片的微觀形貌及元素組成分析
        3.1.4 MXene納米片表面化學研究
        3.1.5 MXene納米片導電性能研究
    3.2 高濃度MXene面團的制備及表征
    3.3 高濃度MXene面團的再分散及表征
        3.3.1 高濃度MXene面團的再分散
        3.3.2 高濃度MXene面團的可再分散性表征
    3.4 高濃度MXene面團的可再分散性機理分析
    3.5 本章小結
第4章 可再分散高濃度MXene面團的應用
    4.1 應用于超級電容器
    4.2 應用于電磁屏蔽
    4.3 應用于柔性驅動器
        4.3.1 環(huán)氧樹脂力學性能研究
        4.3.2 環(huán)氧樹脂板
        4.3.3 MXene/環(huán)氧樹脂復合膜的制備
        4.3.4 MXene/環(huán)氧樹脂復合膜型驅動器性能測試
        4.3.5 驅動機理分析
    4.4 可再分散高濃度MXene面團應用展望
    4.5 本章小結
結論
參考文獻
致謝



本文編號：3645072