2011年Gogosi等報道了一類新的層狀材料MXene,包括過渡金屬碳化物、氮化物和碳氮化物[1] 與傳統(tǒng)的二維鋰離子電池負(fù)極材料(如石墨烯與過渡金屬氧化物)相比,MXene具有親水表面和更好的電子導(dǎo)電性、更低的工作電壓范圍(0.2~0.6 V versus Li/Li+)、更低的擴散勢壘和更穩(wěn)定的層狀結(jié)構(gòu),是LIBs陽極復(fù)合材料的理想基體模板 目前研究最多的MXene材料是Ti3C2Tx,T表示封端類型,x表示表面官能團的數(shù)目[2~5] 對多層MXene進行超聲等處理,可制備出分層MXene納米片 超聲波產(chǎn)生的空穴氣泡破滅時能破壞層狀微晶,從而產(chǎn)生剝離的納米片[6~8] 剝離的或?qū)娱g距更大的納米片具有更好的表面活性,但是其空間結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性還不足以穩(wěn)定儲能[9] 減少二維MXene納米片的重復(fù)堆積并形成良好對齊的交替排列結(jié)構(gòu),能提供更大的比表面積和孔隙率以及較短的離子傳輸距離[10~13],使其電化學(xué)性能提高 引入其他復(fù)合元素形成穩(wěn)定的三維形貌,也是目前的研究熱點[14~16] SnO2在高容量、快速充放電方面有突出優(yōu)勢,但是在充放電過程中巨大的體積變化(≥250%)引起電極微觀結(jié)構(gòu)破壞,使氧化物和集流體間的連接減弱 選用具有大表面積和吸附活性位點的2D/3D基底可發(fā)揮空間限制效應(yīng),分散納米顆粒以消除體積變化[17,18] 因此,將Mxene基底與SnO2相結(jié)合組裝成穩(wěn)定的三維層狀結(jié)構(gòu),兩種成分之間的協(xié)同作用使制備出的電極材料能繼承其各自屬性 本文用超聲輔助與熱處理方法在多層MXene(Ti3C2Tx )上原位生長SnO2納米顆粒,設(shè)計制備納米結(jié)構(gòu)的SnO2@Ti3C2Tx 復(fù)合材料并研究其電化學(xué)性能 為了避免高溫使Ti3C2Tx 氧化[17,19,20],選擇了更低的熱處理溫度(300℃) 1 實驗方法1.1 Ti3C2Tx 和SnO2@Ti3C2Tx 試樣的制備 將40 mL(HF,40%)氫氟酸緩慢倒入聚四氟乙烯的燒杯中,再將2 g的Ti3AlC2緩慢倒入后在室溫下磁力攪拌24 h,轉(zhuǎn)速200 r/min 將上述腐蝕產(chǎn)物用去離子水離心充分清洗使離心后的上清液的pH值大于6 然后將沉淀物在真空條件下室溫干燥,得到Ti3C2Tx 在兩份各3 g的SnCl4·5H2O中各加入60 mL去離子水,攪拌使其充分溶解；將兩份各0.5 g的Ti3C2Tx