産業資訊 / Industry

天津大學楊全紅課題組–借助氧化石墨烯從2D MXene水凝膠組裝成3D宏觀結構

将2D MXene片組裝成3D宏觀結構,克服了2D MXene片本身的嚴重堆垛問題,并發展了MXene基功能材料。與石墨烯不同,由于MXene的固有特性,直接從單個2D片中組裝成3D MXene很難實現。這裡,利用一種新的凝膠方法,在氧化石墨烯和适宜還原劑協助下,從2D MXene片組裝了3D水凝膠。将其作為超級電容器電極,該水凝膠實現的電容達370 F g-1(電流密度為5 A g-1時),更重要的是,它還顯示出極高的倍率性能。此外,通過可控的幹燥過程,可将MXene水凝膠轉變成不同的整體材料。所制備的3D多孔MXene氣凝膠具有出色的吸附能力,可同時去除各種有機液體和重金屬離子,而固體具有出色的機械性能(高楊氏模量和硬度)。

Figure 1. 形成MXene水凝膠的示意圖。

Figure 2.MXM的形貌與微觀結構:(a-c)冷凍幹燥法,(d-f)毛細管幹燥法獲得MXH的光學照片和不同放大倍數下的SEM圖,(g)N2吸脫附曲線,(h)孔徑尺寸分布情況。

Figure 3. (a-b)不同放大倍數下的TEM圖,(c)SEM圖和相應的EDS漫譜圖,(d)EDA-rGO, MXene 粉末和F-MXM的XRD圖,(e)不同氧化石墨烯量情況下制備的水凝膠光學圖。

Figure 4. MXene的組裝機制。(a)Ti 2p XPS譜,(b)MXH形成機制,(c)不同還原劑制備水凝膠的照片。

Figure 5. MXH 和 F-MXM電極的電化學和吸附性能。(a-c)MXH, MX/GN薄膜和 MXene薄膜電極的電化學性能,包括倍率性能,循環伏安曲線,電化學阻抗譜,(d)吸附效率,(e)對幾種重金屬離子的吸附能力,(f)F-MXM對四氯化碳和Pb2+的吸附再循環能力情況。

該研究工作由天津大學楊全紅課題組于2019年發表在Adv. Funct. Mater.期刊上。原文:3D Macroscopic Architectures from Self-Assembled MXene Hydrogels(DOI: 10.1002/adfm.201903960)

本文來自石墨烯雜志,本文觀點不代表利特納米立場,轉載請聯系原作者。

免费观看在线污污的视频,免费视频在线观看