[发明专利]一种基于XRD的高比容量Ti3

说明书

本发明公开了一种基于XRD的高比容量Ti₃C₂T_x电极材料特征预判别的方法，对刻蚀不同时间的Ti₃C₂T_x进行XRD测试，对比(002)特征峰的强度，此时具有最强(002)峰对应的Ti₃C₂T_x样品具有最高的比容量。本发明基于XRD的高比容量Ti₃C₂T_x电极材料特征预判别的方法，利用XRD来分析不同刻蚀时间的Ti₃C₂T_x(002)衍射峰强度，通过样品(002)衍射峰强度变化来判别其比容量的变化趋势，从而可以很容易地获得具有最大比容量的Ti₃C₂T_x样品。本发明方法采用的试验试剂和设备容易获取，试验操作简单。

技术领域

本发明涉及电容器电极材料领域，特别涉及一种基于XRD的高比容量 Ti₃C₂T_x电极材料特征预判别的方法。

背景技术

Ti₃C₂T_x是一种新型的二维层状MXene材料，其中T代表官能团，如-O、 -OH、-F等中的一种或几种，x代表官能团的个数。因其具有良好的导电性、亲水性、热稳定性和力学性能等优点，在能源材料、电子、光学、等离子体激元和热电等领域具有广阔的应用前景。

目前Ti₃C₂T_x在超级电容器方面的研究备受关注，其体积能量密度(1500F cm^-3)远远超过普通多孔碳电极。Ti₃C₂T_x层状材料最常用的制备方法是利用氢氟酸(HF)溶液在室温下长时间刻蚀钛碳化铝(Ti₃AlC₂)除去Al元素获得的。尽管有许多研究都使用HF刻蚀Ti₃AlC₂制备的Ti₃C₂T_x作为超级电容器电极活性材料，但是他们并没有提供具有高比容量Ti₃C₂T_x特征判别的简单有效方法。一般来说，需要判别Ti₃C₂T_x比容量达到最大值的最优刻蚀时间需要进行一系列Ti₃C₂T_x比容量随着刻蚀时间变化的实验，这是一个非常冗长的过程。此外，由于具有最大比容量的Ti₃C₂T_x所需要的刻蚀时间往往与前驱体Ti₃AlC₂的粒径、HF的浓度以及刻蚀温度有关，因此这给最优刻蚀时间的判断增加了难度。现有技术都是根据刻蚀过程中Ti₃AlC₂对应的(104)XRD主峰消失来判断 Ti₃C₂T_x是否反应完全。但是并没有证实Ti₃AlC₂(104)特征峰消失时所对应 Ti₃C₂T_x样品的比容量是否达到最大。因此，需要一种简单的方法来判别Ti₃AlC₂刻蚀不同时间制备的超级电容器电极材料Ti₃C₂T_x比容量是否达到最大值。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容