表面带有-O和-F官能团的Ti2C MXene纳米片合成及实验探究
作者:zhn
发布时间:2022-08-23
12:39:18
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产品名称:表面带有-O和-F官能团的Ti2C MXene纳米片合成及实验探究
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表面带有-O和-F官能团的Ti2C MXene纳米片合成及实验探究 ? 西安齐岳生物供应各样的过渡金属二维材料MXene,如:Ti3C2、V2C、Nb2C、Mo2C、Ta4C3、Nb4C3、TiVC、Mo2TiAlC2等过20多种。 ? 我们制造了表面带有-O和-F官能团的Ti2C MXene纳米片,用于锂氧气电池正极催化剂获得了的电催化活性,并利用一性原理理论计算,研究了不同表面条件下ORR/OER的反应路径与催化活性。DFT计算表明,与Ti2CF2表面相比,Ti2CO2表面作为主要催化位点为Li2O2的吸附成核-分解过程提供了的单电子反应途径,而Ti2C的表面由于与Li2O2的强化学键结合导致催化能力降低。此外,不均匀的表面条件被认为会放电产物的极化成核和生长,垂直于片层方向累积的纳米薄片终形成多孔结构的放电产物,从而为电子与离子传输提供了途径。 ? 如图所示,利用刻蚀-剥离-退火法获得了具有表面具有-O和-F官能团的Ti2C MXene纳米片,剥离前的样品显示出手风琴状的堆叠结构,其平均厚度过500nm。而处理后Ti2C MXene厚度显着降低,这样可以获得更大的比表面积并提供更多的活动位点。XRD结果验证了对Al的成功刻蚀,且(002)峰左移表明Mxene相的形成与晶面间距增大紧密相关。XPS结果表明,对于Ti2C MXene获得了由-O和-F基团为主且几乎没有表面的混合表面条件。 ? 图1. (a)Ti2C MXene的合成过程示意图; Ti2C Mxene的(b)SEM图像、(c)TEM图像、(d)HRTEM图像和对应的SAED图案; (e)前体Ti2AlC MAX、 Ti2C MXene剥离前和热处理前后的XRD图谱;(f)Ti2C MXene剥离前和热处理前后的XPS全谱;热处理后Ti2C MXene的高分辨率XPS光谱:(g)Ti 2p,(h)C 1s,(i)O 1s和(j)F 1s。 ? 电化学性能测试 ? Ti2C Mxene正极的CV曲线表现出更高的峰值电流和较大的积分面积,表明具有的催化活性和更大的比容量,EIS结果表明Ti2C MXene的Rct值(34.3Ω)低于扩层前样品的Rct值(43.6Ω)并且在CV循环之后Rct值略有增加。Ti2C Mxene正极在100 mA g-1的电流密度下可提供15635.0 / 14145.2 mAh g-1的放电/充电容量,库仑效率为90.5%。Ti2C MXene电极在电流密度分别为100、200、500和800 mA g-1时分别显示出15635.0、12670.6、6585.2和5879.5 mAh g-1的比放电容量,远大于扩层前样品。当限定600 mAh g-1的比容量时,Ti2C Mxene正极在不同电流密度下都表现出的循环性能。 ? 图2.(a)在2.35和4.35 V之间的0.1 mV s-1扫速下不同样品的CV曲线;(b)Ti2C MXene和扩层前样品的EIS光谱;(c)KB、Ti2C MXene和扩层前样品在100 mA g-1时的初始放电/充电曲线;(d)Ti2C MXene在2.35至4.35 V电压范围内的不同电流密度下的充放电曲线;Ti2C MXene在(e)200和(f)500 mA g-1时固定容量为600 mAh g-1时的循环性能;(g)在600 mAh g-1的某些容量下,Ti2C MXene和扩层前样品以不同电流密度循环的放电/充电终端电压。 ? 充放电过程探究 ? 不同阶段的SEM、XRD和EIS结果揭示了放电产物形貌和结构演变,观察到沿空间方向累积的纳米薄片,随着放电程度加深形成多孔放电产物,而充电至1000 mAh g-1后放电产物基本消失,露出Ti2C MXene的表面。多次循环后的XRD谱和EIS图表明可逆性好,副反应少。高结晶放电产物Li2O2的形成和完全分解有助于Ti2C Mxene正极在锂氧电池中保持的循环性能。 ? 图3. Ti2C Mxene电极在对应于的不同阶段的SEM图像:(a)原始,放电至(b)100 mAh g-1,(c)4放电100mAh g-1,(d)充电后。(e)在循环过程中不同阶段的Ti2C MXene阴极的XRD图谱和(f)电化学阻抗。 ? DFT理论计算 ? 根据DFT计算和实验结果,锂氧电池中Ti2C MXene的活性中心主要是Ti2CO2,其中Li2O2的形成通过单电子反应途径进行,并且生成LiO2作为中间体。尽管很难通过实验制造出均一的富氧表面,但不均匀的Ti2C MXene表面会影响放电产物的形核和生长。放电产物的成核将主要在Ti2CO2活性位点进行,并在放电的初始阶段导致放电产物在空间方向上积累,并终形成多孔结构。与在均匀表面上形成薄膜状放电产物不同,在Ti2C MXene上形成放电产物是一种极化成核过程。 ? 图4.(a)原始Ti2CF2,(b)原始Ti2CO2,(c)吸附Li4O4基团后的Ti2CF2和(d)吸附Li4O4基团后的Ti2CO2的状态密度(DOS)图。(e)放电/充电下Ti2C MXene可能的催化机理的示意图。 ? 西安齐岳生物经营着种类为的二维纳米材料,我们用微机械剥离和液相剥离、化学气相沉积,物相沉积和分子数外延方法以及其他方法制备二维纳米材料,我公司可以提供的二维晶体种类包括有石墨烯、MXenes-Max,二维过渡金属碳氮化物,二维晶体,二维薄膜,钙钛矿,CVD生长材料,功能二维材料,黑磷纳米片、层状双氢氧化物、二维MOF、Pd纳米片、六方氮化硼纳米片,锑烯纳米片和二维硼纳米片,二硫化钼等材料,我们还可以提供复杂定制类产品。 ? 单层Ti2C mxene原位负载纳米铂 ? Nb2C|Ti2C|Mo2C|V2C Mxene 量子点(5-10nm) ? Mo2C MXene薄膜直径 40mm ? Cu、Zn掺杂Ti3C2 MXene量子点 ? Cu、Zn掺杂Ti2C Mxene量子点;直径5-10nm ? Zn掺杂Mo2C Mxene 量子点 5-10nm ? Cu、Zn掺杂Ta4C3 Mxene 量子点 ? Mxene Nb2C纳米线;Mxene Ti3C2纳米线 ? Mxene V2C 纳米线 ? 单原子Pt/Ag/负载单层Ti3C2(1-5微米) ? 单层V2C mxene原位负载纳米银Ag和金Au ? 单层V2C mxene原位负载纳米铂Pt ? 单层Ti2C mxene原位负载纳米Ag(10-30nm) ? 单层Ti2C mxene原位负载纳米Co钴 ? 单层/多层 Ti4N3 MXene ? 单层VCrC mxene尺寸1-5um ? Ta2C Mxene 量子点5-10nm ? 单层Mo2TiC2-MXenes二维材料1-5um ? 单层Mo2Ti2C3- Mxene材料5-10微米 ? 1-5微米单层TiNbC ? 单层 Nb4C3 mxene 1-5um定制 ? 大尺寸的V2C纳米片(>10μm) ? 单层大尺寸V2C -mxene 胶体溶液(>5微米) ? Nb2C Mxene 量子点5-10nm ? 单层大尺寸(>5微米)Ti2C -mxene 胶体溶液|cas12316-56-2 ? 大尺寸的Ti2C纳米|cas12316-56-2 ? 锰离子插层MXene Ti2C|cas12316-56-2 ? 单原子Pt 掺杂Ti2C mxene|cas12316-56-2 ? Ti2C Mxene 量子点|cas12316-56-2 ? 单/少层粉末材料Ti2C|cas12316-56-2 ? 单原子Pt掺杂Ti3C2 mxene|cas12363-89-2 ? 单层大尺寸(>5微米)Ti3C2 -mxene 胶体溶液|cas12363-89-2 ? 自支撑膜材料 Ti3C2 MXenes材料|cas12363-89-2 ? 氮硫掺杂改性 Ti3C2Tx mxene|cas12363-89-2 ? 多层Ti3C2Tx mxene原位负载纳米银 ? V4C3Tx碳化钒 MXene多层纳米片|cas12070-10-9 ? Mo2TiAlC2 ? MoAlB-MAX ? 碳化钛(Ti3C2Tx) MXene多层纳米片 ? 碳化铌(Nb2CTx) MXene多层纳米片 ? Max相Ti3SiC2(钛碳化硅) ? Max相Ti2AlC(钛碳化铝) ? Ti2SnC(max相材料) ? Ti3Al0.5Cu0.5C2(max相材料) ? Ti3GeC2(max相材料) ? Mo2Ga2C(max相材料) ? V4AlC3(max相材料) ? Nb4AlC(max相材料) ? Ta2AlC(max相材料)钽铝碳 ? Cr2AlC(max相材料)铬碳化铝 ? Maxene风琴状V2CTx ? 单/少层V2CTx(Maxene材料) ? 单/少层Ti2CTx(Maxene碳化钛) ? Maxene风琴状碳化钛(Ti2CTx) ? 自支撑膜材料Ti3C2Tx(Maxene碳化钛) ? 单/少层Ti3C2Tx(Maxene碳化钛) ? Maxene碳化钛(Ti3C2Tx)黏土材料 ? Maxene风琴状碳化钛(Ti3C2Tx) ? TiSiC2(max相材料) ? V2AlC(max相材料) ? Nb2AlC(max相材料) ? Mo3AlC2(max相材料) ? Mo3AlC2(Max相材料)400目 ? Ti3AlC(max相材料) ? Max相ScAl3C3 ? Max相Ti3AlC2(钛碳化铝) ? 单/少层Nb2CTx(Maxene碳化铌) ? Maxene风琴状碳化铌(Nb2CTx) ? 纯度 98% ? 货期 一周 ? 包装:瓶装/袋装 ? 地址:西安 ? 厂家:西安齐岳生物科技有限公司 ? 温馨提示:西安齐岳生物科技有限公司供应的产品用于科研,不能用于人体和其他商业用途zhn,2021.08.26 ? 相关目录: CAS:1610858-96-2;四[4-(4'-羧基苯基 MXene复合纳米碳薄膜(40mm-90mm)联系我们:
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西安齐岳生物科技有限公司是集化学科研和定制与一体的高科技化学公司。业务范围包括化学试剂和产品的研发、生产、销售等。涉及产品为通用试剂的分销、非通用试剂的定制与研发,涵盖生物科技、化学品、中间体和化工材料等领域。
主营产品:COF、MOF单体系列:三蝶烯衍生物、金刚烷衍生物、四苯甲烷衍生物、peg、上转换、石墨烯、光电材料、点击化学、凝集素、载玻片、蛋白质交联剂、脂质体、蛋白、多肽、氨基酸、糖化学等。