【技术实现步骤摘要】
一种自支撑三维多孔MXene电极及其制备方法和应用
本专利技术涉及电化学领域，尤其自支撑多孔材料为基础的电极及其制备方法。
技术介绍
超级电容器，也称电化学电容器，与二次电池相比，尽管超级电容器在相同体积下能够提供电池100到1000倍的功率密度，但是相对于能量密度来讲，通常情况下比电池要低3到30倍。这就使得超级电容器适合于那些需要应急电源但不需要高存储能量的应用场合。相对于物理电容器来说，超级电容器的输出功率较低，可以达到约10kWkg-1，但是另一方面，超级电容器的能量密度比物理电容器高一个甚至几个数量级。和电池相比，超级电容器的能量密度较低，限制了其发展，因此，提高其能量密度是当前迫切需要解决的问题。自从2004年石墨烯被发现以来，二维层状材料因其独特的物理性能与化学性能受到了强烈的关注。2011年，Naguib等人使用氢氟酸液相刻蚀MAX相陶瓷的方法得到了一种新型片层材料，因其具有类似石墨烯的二维片层结构，被并命名为MXene。Ti3C2Tx作为最早开发出来的MXene材料，因为其具有金属的导电性，高容量和...
【技术保护点】
1.一种自支撑三维多孔MXene电极材料，其特征在于，所述材料有蜂窝状三维多孔网络结构碳骨架，MXene在碳骨架上均匀负载，且无序排列，其中孔径范围在100nm-20um,孔容积为1～5cm
【技术特征摘要】 【专利技术属性】
1.一种自支撑三维多孔MXene电极材料，其特征在于，所述材料有蜂窝状三维多孔网络结构碳骨架，MXene在碳骨架上均匀负载，且无序排列，其中孔径范围在100nm-20um,孔容积为1～5cm3g-1，比表面积为50～200m2g-1，MXene面载量在0.5～2.5mg/cm2。
2.权利要求1所述的MXene电极材料，其制备方法包括：1)由泡沫树脂形成碳骨架；2)由能够形成阳离子的物质修饰所述碳骨架，得到带正电荷的碳骨架；3)将带正电荷的碳骨架与MXene片层材料结合，所得材料记为MFC-MXene；4)将所述MFC-MXene冻干，得所述自支撑三维多孔MXene电极材料。
3.权利要求1所述的MXene电极材料，所述MXene材料为Ti3C2Tx、Ti2CTx、V2CTx、Mo2CTx、Nb2CTx和Nb4C3Tx、Cr2CTx、Mo2TiC2Tx和Mo2Ti2C3Tx中的一种或多种，其中Tx选自-F，-Cl，-OH，-O，优选Ti3C2Tx、Ti2CTx、Mo2TiC2Tx和Mo2Ti2C3Tx，最优选Ti3C2Tx。
4.权利要求2所述的MXene电极材料，所述泡沫树脂选自三聚氰胺甲醛泡沫、聚氨酯泡沫、聚苯乙烯泡沫，优选三聚氰胺甲醛泡沫。
5.权利要求2-4任一项所述的MXene电极材料，所述能够形成阳离子的物质为聚乙烯亚胺树脂。
技术研发人员：徐斌，李佳鹏，张鹏，
申请(专利权)人：北京化工大学，
类型：发明
国别省市：北京;11
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