ACS Nano：一种面向高性能电化学电容器的电化学腐蚀法制备无氟Ti3C2Tx的简化方法

Nanoyu

2022-01-27

MXenes在电化学储能和其他方面的应用已经得到了广泛的研究。然而，在传统的MXenes合成方法中，使用了涉及高毒性HF或类似物的耗时的多步骤步骤。此外，−F端基不可避免地存在于这些MXenes中，不利于超级电容器和电池的性能。

基于此，佐治亚理工学院Chingping Wong，井冈山大学Bo Liu，南京林业大学Jizhang Chen报道了开发了一种无氟电化学刻蚀方法来合成Ti₃C₂T_x，刻蚀效率高达92.2%。

文章要点

1）特别值得一提的是，声化法可以在不使用任何有害的有机插入剂的情况下制备d-Ti₃C₂T_x薄片，比以前报道的所有电化学蚀刻方法都要简单和省时得多。所得EE-Ti₃C₂T_x不含F元素，含有−Cl末端官能团，横向尺寸为∼3.8 μm，∼厚度为3.9 nm，比HF-Ti₃C₂T_x更稳定。

2）此外，采用真空过滤法制备了EE-Ti₃C₂T_x薄膜，该薄膜具有良好的力学性能（强度为20.52 MPa，模量为13.4 GPa）和较大的电导率（1663 S cm⁻¹）。用于超级电容器时，EE-Ti₃C₂T_x薄膜可提供出色的比电容（323.7 F g⁻¹、1.39 F cm⁻²和1160 F cm⁻³），在已报道的性能最好的MXenes中名列前茅。此外，将Ee-Ti₃C₂T_x薄膜用于组装柔性准固态ZHC器件，实现了20.8 mWh cm⁻³和249.9μWh cm⁻²的高能量密度。

参考文献

Jizhang Chen, et al, Simplified Synthesis of Fluoride-Free Ti₃C₂T_x via Electrochemical Etching toward High-Performance Electrochemical Capacitors, ACS Nano, 2022

DOI: 10.1021/acsnano.1c09004

https://doi.org/10.1021/acsnano.1c09004