Ti3C2T制造技术

本发明专利技术涉及一种Ti3C2T

【技术实现步骤摘要】
Ti3C2T
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/聚吡咯复合电极材料及其制备方法和作为超级电容器电极材料的应用


[0001]本专利技术涉及新型电极材料
，可应用于超级电容器电极，具体涉及一种Ti3C2T
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/聚吡咯复合电极材料及其制备方法和作为超级电容器电极材料的应用。

技术介绍

[0002]随着经济的发展愈发迅速，全球范围内对能源的需求也愈发迫切。随着传统石化燃料的过渡开采和使用，衍生出了一系列的环境问题，这迫使人们在有效的时间内开发出一种新型的绿色能源。超级电容器得益于超高的功率密度及优异的长期循环稳定性，在众多的能源装置中得到了国内外众多学者专家的青睐，实现了超高速的发展。在超级电容器的众多组成部分中，电极材料对对其性能的影响无疑是最大的。Ti3C2T
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是近年来新兴的一种具有较大比表面积，优异电导率和大量的表面官能团的二维材料，因此在储能领域有着广泛的应用。但由于其较低的比电容，因此往往需要与其它赝电容材料复合使用，这对Ti3C2T
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材料在能源存储领域的实际应用是至关重要的。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是提供一种Ti3C2T
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/聚吡咯复合电极材料及其制备方法和作为超级电容器电极的应用，本专利技术以Ti3C2T
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和吡咯单体为原料，制备了一种新型的复合电极。得益于Ti3C2T
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的高比表面积，表面包覆的聚吡咯材料可以被充分的利用，从而增强复合电极的电化学性能。
[0004]本专利技术采用的技术方案是：一种Ti3C2T
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/聚吡咯复合电极材料，所述Ti3C2T
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聚吡咯的复合电极材料，是通过氢氟酸对Ti3AlC2中Al的蚀刻作用，得到具有手风琴状结构的Ti3C2T
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，使吡咯单体在低温下进行聚合反应，将生成的聚吡咯与手风琴状结构的Ti3C2T
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复合，得到Ti3C2T
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/聚吡咯复合电极材料。
[0005]一种Ti3C2T
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/聚吡咯复合电极材料的制备方法，包括如下步骤：
[0006]1)将Ti3AlC2粉末与氢氟酸充分混合，得到均匀分散的悬浊液；
[0007]2)将步骤1)所得悬浊液持续搅拌反应数小时后，进行离心，洗涤，干燥，得到具有手风琴状结构的Ti3C2T
x
；
[0008]3)将步骤2)所得Ti3C2T
x
和吡咯单体溶于异丙醇中，所得混合物在冰浴反应数小时后，过滤，干燥，得到Ti3C2T
x
与聚吡咯复合的电极材料；
[0009]优选地，上述一种Ti3C2T
x
/聚吡咯复合电极材料的制备方法，步骤1)中，按固液比，Ti3AlC2:氢氟酸＝1g:120mL，所述的氢氟酸的质量分数为40wt％。
[0010]优选地，上述的一种Ti3C2T
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/聚吡咯复合电极材料的制备方法，步骤2)中，Ti3AlC2与氢氟酸的反应时间为72h。
[0011]优选地，上述的一种Ti3C2T
x
/聚吡咯复合电极材料的制备方法，步骤3)中，所述冰浴反应是，0
‑
5℃下搅拌反应24h。
[0012]优选地，上述的一种Ti3C2T
x
/聚吡咯复合电极材料的制备方法，步骤3)中，按质量比，Ti3C2T
x
:吡咯单体＝1:8
‑
24。
[0013]优选地，上述的Ti3C2T
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/聚吡咯复合电极材料作为超级电容器电极材料的应用。
[0014]优选地，上述的应用，方法如下：将上述的Ti3C2T
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/聚吡咯复合电极材料与聚偏氟乙烯、超导碳黑和N
‑
甲基吡咯烷酮混合，充分研磨后均匀涂到多孔碳布集流体材料表面，得到超级电容器用电极材料。
[0015]述的应用，按质量比，Ti3C2T
x
/聚吡咯复合电极材料:聚偏氟乙烯:超导碳黑＝8：1：1。
[0016]本专利技术的有益效果：本专利技术提供的Ti3C2T
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与聚吡咯复合的材料具有比单一二维层状结构的Ti3C2T
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材料更丰富的氧化还原反应活性位点，可有效提高材料的电荷存储能力，增强电化学性能。
附图说明
[0017]图1是实施例1制备的Ti3C2T
x
/聚吡咯复合电极材料的XRD图。
[0018]图2是实施例1制备的Ti3C2T
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/聚吡咯复合电极材料的循环伏安曲线。
[0019]图3是实施例1制备的Ti3C2T
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/聚吡咯复合电极材料在不同电流密度下的充放电曲线。
[0020]图4是实施例2制备的Ti3C2T
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/聚吡咯复合电极材料的循环伏安曲线。
[0021]图5是实施例2制备的Ti3C2T
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/聚吡咯复合电极材料在不同电流密度下的充放电曲线。
[0022]图6是实施例3制备的Ti3C2T
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/聚吡咯复合电极材料的循环伏安曲线。
[0023]图7是实施例3制备的Ti3C2T
x
/聚吡咯复合电极材料在不同电流密度下的充放电曲线。
具体实施方式
[0024]实施例1
[0025](一)Ti3C2T
x
/聚吡咯复合电极材料，制备方法如下：
[0026]1)将1g Ti3AlC2和120mL氢氟酸(40wt％)置于25℃室温下混合均匀后，充分搅拌72h后得到暗灰色悬浊液，然后对产物进行离心处理，收集沉淀物，多次水洗后，60℃下烘干24h，得具有二维层状结构的Ti3C2T
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。
[0027]2)将0.1g Ti3C2T
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与0.8g吡咯单体置于50mL异丙醇中，在0
‑
5℃冰浴下反应24h，反应结束后，过滤，干燥，得到Ti3C2T
x
/聚吡咯复合电极材料。
[0028](二)应用
[0029]1、电极材料的制备：将8mgTi3C2T
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与聚吡咯的复合材料与1mg聚偏氟乙烯和1mg超导碳黑充分研磨后，加入0.05mL N
‑
甲基吡咯烷酮，再次研磨后，将所得浆料均匀涂至多孔碳布集流体材料表面，得到电极材料。
[0030]2、电化学分析结果：
[0031]方法：在常温常压下，以涂覆Ti3C2T
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与聚吡咯的复合材料的多孔碳布集流体电极材料为工作电极，石墨箔片为对电极，饱和甘汞电极为参比电极，5M LiCl为电解液，
‑
1～
0.8V(vs.SCE)的电位范围内，对Ti3C2T
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与聚吡咯的复合电极材料进行本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种Ti3C2T
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/聚吡咯复合电极材料，其特征在于：所述Ti3C2T
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聚吡咯的复合电极材料，是通过氢氟酸对Ti3AlC2中Al的蚀刻作用，得到具有手风琴状结构的Ti3C2T
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，使吡咯单体在低温下进行聚合反应，将生成的聚吡咯与手风琴状结构的Ti3C2T
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复合，得到Ti3C2T
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/聚吡咯复合电极材料。2.一种Ti3C2T
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/聚吡咯复合电极材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：1)将Ti3AlC2粉末与氢氟酸充分混合，得到均匀分散的悬浊液；2)将步骤1)所得悬浊液持续搅拌反应数小时后，进行离心，洗涤，干燥，得到具有手风琴状结构的Ti3C2T
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；3)将步骤2)所得Ti3C2T
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和吡咯单体溶于异丙醇中，所得混合物在冰浴反应数小时后，过滤，干燥，得到Ti3C2T
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与聚吡咯复合的电极材料；3.根据权利要求2所述一种Ti3C2T
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/聚吡咯复合电极材料的制备方法，，其特征在于，步骤1)中，按固液比，Ti3AlC2:氢氟酸＝1g:120mL，所述的氢氟酸的质量分数为40wt...

【专利技术属性】
技术研发人员：马天翼，黄子航，韩旭，李慧，孙颖，赵钦，孙晓东，
申请(专利权)人：辽宁大学，
类型：发明
国别省市：