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刻蝕環(huán)境(開放或封閉))對(duì)V2C MXene的合成和電化學(xué)性能的影響

發(fā)布時(shí)間：2021-08-26 作者：axc 分享到：

刻蝕環(huán)境(開放或封閉))對(duì)V2C MXene的合成和電化學(xué)性能的影響

MXene是一種類似石墨烯的二維層狀碳/氮化物，其獨(dú)特的二維層狀結(jié)構(gòu)、可調(diào)控的表面化學(xué)性質(zhì)和導(dǎo)電性使其在能量?jī)?chǔ)存、催化、電磁吸收/屏蔽、氣體吸附以及傳感器等領(lǐng)域展現(xiàn)出良好的應(yīng)用前景。

Ti3C2是**被研究的MXene并在儲(chǔ)能領(lǐng)域有著好的應(yīng)用。除了Ti3C2 MXene外，V2C是另一種受到許多關(guān)注的MXene。根據(jù)理論計(jì)算結(jié)果，V2C MXene是一種理想的鋰電池電極材料，理論容量達(dá)到940 mAh/g，遠(yuǎn)高于其他MXene，但是，高純的V2C MXene難以被制備出來。獲得V2C的常規(guī)方法是在室溫下通過HF溶液蝕刻V2AlC。然而，通過制備的材料含有很多雜質(zhì)。把刻蝕溫度提高到90℃，采用NaF+HCl作為刻蝕溶液，可以制備高純度的V2C MXene。但是科學(xué)家仍然需要進(jìn)一步的工作，認(rèn)識(shí)刻蝕過程，提高V2C MXene的合成效率。

我們對(duì)V2C MXene的合成和電化學(xué)性能的影響，發(fā)現(xiàn)在開放環(huán)境 (油浴鍋) 中，僅NaF+ HCl刻蝕溶液可用于合成高純度的V2C MXene，而在密閉環(huán)境 (水熱反應(yīng)釜) 中，LiF+ HCl和NaF + HCl均可作為刻蝕溶液制備高純V2C MXene，且密閉環(huán)境中得到的V2C具有更高純度和更好的多層形貌。電化學(xué)測(cè)試發(fā)現(xiàn)，相比于NaF + HCl制備的V2C，LiF + HCl制備的V2C作為鋰離子電池負(fù)極材料具有更好的電化學(xué)性能，這主要?dú)w因于其較大的層間距。本文對(duì)V2C的刻蝕環(huán)境進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)水熱反應(yīng)釜的封閉環(huán)境可以**提成刻蝕溶液的刻蝕能力，擴(kuò)大刻蝕溶液的種類。水熱法可以更加**、安全的制備具有良好微觀結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能的V2C MXene。