V 2 O 5 /MXene纳米复合材料制备及储能性能

当前对超级电容器研究的重点之一就是寻找一种价格低廉且电化学性能优异的电极材料。近些年来，MXene由于其独特的物理化学特性而备受关注。本文利用氢氟酸（HF）刻蚀MAX（Ti3AlC2）相获得一种新型二维层状材料MXene（Ti3C2Tx），利用液相插层法扩大MXene材料层间距，然后在MXene表面分别负载纳米片状（NSV）和纳米带状（NBV）的五氧化二钒（V2O5）。利用X射线衍射（XRD）、比表面积测试分析（BET）和高分辨场发射扫描电镜（FESEM）等手段对复合材料进行了结构表征。结果表明：MXene层间距增加；且两种形貌的五氧化二钒均匀的负载在MXene表面。这两种纳米复合材料的比表面积比MXene高，意味着它们可以为电化学反应提供更多的活性位点。利用多种电化学技术对V2O5，MXene和不同V2O5/MXene纳米复合材料在1.0 mol·L−1 Na2SO4和1.0 mol·L−1 LiNO3电解液中进行了电化学性能测试。结果表明：当电流密度为1 A·g−1时，在1.0 mol·L−1 Na2SO4电解液中MXene，V2O5，NSV/MXene和NBV/MXene的比电容分别为8.1，15.7，96.8和88.5 F·g−1；在1.0 mol·L−1 LiNO3电解液中NSV/MXene和NBV/MXene的比电容分别为64.6，46.7，180.0和114.0 F·g−1。表明所制备的NSV/MXene纳米复合材料是一种有研究和开发潜力的超级电容器电极材料。