双向有序Ti3C2Tx/rGO复合气凝胶的制备及其电化学性能的研究

近年来,二维材料MXene因其优异的电化学性能引起了人们的关注,被广泛应用于电化学储能领域.然而,在组装电极过程中,MXene纳米片往往会产生严重的自堆积效应从而大幅限制了其电化学性能.设计三维结构的气凝胶是解决MXene自堆积问题同时开发高性能MXene基超级电容器电极材料的关键.本文利用氧化石墨烯(GO)改善了Ti3 C2 Tx气凝胶的力学强度,并通过双向冷铸和冷冻干燥、温和还原的方法制备了具有双向有序结构的Ti3 C2 Tx/rGO复合气凝胶(A-TGA).A-TGA具有较好的力学性能和导电性,因此可直接作为超级电容器的电极材料.同时,双向有序的独特结构为电解质离子提供了无阻碍的传输通道,大幅提升了气凝胶的电化学性能.A-TGA在电流密度为1 A·g-1时的比电容为370 F·g-1,在100 mV·s-1扫速下经过5000次循环后,电容保持率高达94％,表现出优异的循环稳定性.