Детско — юношеская спортивная школа «Авангард»

ДЕТСКО — ЮНОШЕСКАЯ СПОРТИВНАЯ ШКОЛА «АВАНГАРД»

Муниципальное бюджетное учреждение дополнительного образования 

города Белореченска

Дорогие друзья!

Приветствуем вас на сайте муниципального бюджетного учреждения дополнительного образования детско-юношеской спортивной школы «Авангард» города Белореченска муниципального образования Белореченский район.

МБУ ДО ДЮСШ «Авангард»  была образована в 1983 году, как детско-юношеская спортивная школа №1, где функционировали отделения вольной борьбы, шахмат и ручного мяча. В 1985 году в школе открывается отделение волейбола, затем отделение легкой атлетики, в 1988 года – сразу три отделения: тяжелой атлетики, плавания и бокса, в 1994 году открыто отделение баскетбола, в 2005 – гандбола, в 2010 году – отделение художественной гимнастики и в 2016 году в школе появилось новое отделение — пауэрлифтинга.

В настоящее время в школе функционируют 5 отделений: тяжелой атлетики, пауэрлифтинга, бокса, гандбола и художественной гимнастики. В школе обучается 1426 учащихся. Учащиеся школы принимают активное участие в краевых, всероссийских, международных соревнованиях.

Материальная база МБУ ДО ДЮСШ «Авангард» постоянно расширяется, только за последнее время введены в эксплуатацию зал бокса и зал тяжелой атлетики.

За время существования в школе подготовлено:

2 спортсмена — «Мастера спорта международного класса»,

29 спортсменов — «Мастера спорта России»,

76 спортсменов — Кандидаты  в Мастера спорта,

свыше 5500 спортсменов — разрядников.

В школе работают квалифицированные специалисты

Штатные тренеры-преподаватели – 20 чел., из них:

o   высшей категории – 2 чел.,

o   первой категории – 5 чел.,

спортсмены-инструкторы – 4 чел.,

инструкторы-методисты – 3 чел.           

Из числа тренерского состава:

Аветисян Г.Г. – «Мастер спорта России» по тяжелой атлетике ,

Арабян К.Н. – «Мастер спорта России» по тяжелой атлетике ,

Григорян А.А. – «Мастер спорта СССР» по тяжелой атлетике, Заслуженный работник физической культуры и спорта Кубани,

Гуляков А.А. – «Мастер спорта России» по тяжелой атлетике ,

Долгих В.И. – «Мастер спорта России» по пауэрлифтингу ,

Елазян А.А. – «Мастер спорта России» по боксу ,

Зейналов О.С.-О. – «Мастер спорта России» по тяжелой атлетике, «Мастер спорта России» по пауэрлифтингу ,

Крылов А.А. – «Мастер спорта России» по тяжелой атлетике , «Мастер спорта международного класса» по пауэрлифтингу ,

Мурадьян В.Н. – «Мастер спорта России» по тяжелой атлетике

Покатилов А.С. – «Мастер спорта России» по тяжелой атлетике ,

Елазян А.А. – «Мастер спорта России» по боксу ,

Спирова Н.Г. – «Мастер спорта России» по гандболу.

Лучшие достижения спортсменов ДЮСШ «Авангард» в

2020-2021 учебном году

отделение тяжелой атлетики:

• Арабян Альберт – Кандидат в мастера спорта по тяжелой атлетике, выполнил норматив «Мастера спорта России» по тяжелой атлетике, победитель Первенства России, серебряный призер Чемпионата ЮФО России;
• Арабян Альберт, Мельников Сергей, Черкасова Екатерина, Симонова Сусанна– призеры Кубка Краснодарского края,
• Симонова Сусанна, Мельников Сергей — бронзовые призеры Чемпионата Краснодарского края,
• Мурадьян София, Подгорная Нелли, Завьялова София – победители первенства Краснодарского края,
• Руденко Екатерина, Асликян Арман, Трапизоньян Вячеслав, Линковская Дарья, Черкасова Екатерина, Переделий Юлия, Бакаева Диана, Семчин Роман, Аббасов Рамиль, Нечволодоа Айдамир, – победители и призеры первенства Краснодарского края.

отделение бокса:

• Караибрагимов Дурсун – Кандидат в мастера спорта, выполнил норматив «Мастера спорта России» по боксу, входит в состав сборных команд, Краснодарского края, России по боксу, бронзовый призер Чемпионата Краснодарского края, победитель V летней спартакиады молодежи Кубани 2021 года, бронзовый призер первенства ЮФО России, серебряный призер Первенства России;
• Оганесян Давид, Агабалян Михаил, Леонов Евгений, Григолая Эдуард, Кондрашев Роман – призеры первенства Краснодарского края
• 5 спортсменов входят в состав сборной команды Краснодарского края по боксу.

отделение гандбола:

• Смокатинова Дарья, Шарипова Дарья, Сироткина Мария, Енюшина Полина, Мелконян Мария, Назарова Таисия, Мясищева Елизавета, Киселева Диана — Стоша Анастасия – бронзовые призеры первенства Краснодарского края;

отделение художественной гимнастики:

• Учащиеся отделения – участники школьных, муниципальных мероприятий, 30 учащихся выполнили нормативы юношеских спортивных разрядов.

Девиз школы – «От массовости к мастерству»

Основными задачами современной школы являются:

1. Повышать уровень профессионального мастерства тренеров-преподавателей, знакомить с современными методиками учебно-тренировочного процесса, внедрять в практику работы наиболее эффективные формы и методы тренировок.

2. Выявлять в процессе систематических занятий способных детей и подростков, привлекать к специализированным занятиям спортом и подготавливать из их числа спортсменов высокой квалификации инструкторов и судей по спорту.

3. Проводить работу по выявлению и поддержке одаренных спортсменов.

материалов | Бесплатный полнотекстовый | Ионные жидкие электролиты для электрохимических накопителей энергии

1. Введение

Здесь мы сосредоточились на обширном обзоре LIB и SC, которые используют различные формы электролитов IL. Мы широко классифицировали ИЖ, используемые в LIB и SC.ИЖ, используемые в LIB, подразделяются на те, которые используются в литий-ионных батареях, литий-серных (Li-S) батареях, квазитвердотельных батареях и полностью твердотельных батареях. ИЖ, используемые в СЭ, были классифицированы как чистые ионные жидкости для двухслойных электрических конденсаторов, квазитвердотельные ИЖ и полупроводниковые ИЖ. Затем мы оценили потребность в ИЖ в качестве электролита для будущих исследований и их ориентацию на будущие исследования.

4. Выводы и перспективы

В этой статье рассматриваются исследования приложений IL, уделяя особое внимание LIB, Li-S и SC.

В связи с постоянным развитием систем хранения и преобразования энергии ИЖ играют важную роль в системах хранения и преобразования энергии, повышая электрохимические характеристики, надежность и безопасность этих систем.

Обычные электролиты для LIB борются с чувствительностью к влажности, повторяющимся образованием слоев SEI, ограничениями рабочего напряжения и воспламеняемостью из-за использования органических растворителей.Однако ИЖ — подходящие материалы для преодоления этих проблем. ИЖ почти не имеют давления пара, являются огнестойкими и термически стабильными и могут одновременно допускать свободные комбинации катионов и анионов для регулирования кислотности электролита. Кроме того, ИЖ могут обеспечивать высокое рабочее напряжение, поскольку ИЖ имеют широкий интервал электрохимической стабильности до 6 В. Поскольку это значение более чем на 30% выше, чем существующее рабочее напряжение 4,5 В, оно может в значительной степени способствовать повышению энергии. плотность LIB.

IL были использованы в качестве электролита для LIB различными методами: (i) органические растворители были заменены на IL для снижения летучести и воспламеняемости, (ii) IL были смешаны с обычными органическими электролитами для подавления разложения электролита из-за стабильного SEI. образование слоя, тем самым улучшая характеристики накопления лития, (iii) ИЖ были использованы для минимизации растворения полисульфидов, и (iv) ИЖ были использованы с ПЭО и PVdF-HFP для улучшения низкой проводимости твердых электролитов.

ИЖ также используются в качестве электролита для СЭ. В частности, при использовании ИЖ в качестве электролитов добавление солей не требуется, и, как и в случае с ИЖ, рабочее напряжение может быть значительно увеличено.

IL также использовались в качестве электролита для SC различными методами: (i) окно высокого электрохимического потенциала (более 3,5 В) IL было использовано для увеличения плотности энергии, (ii) анионы двух IL могут быть смешаны для образования эвтектических ИЖ, (iii) в соответствии с размером ионов ИЖ и регулировкой размера пор углеродного электрода, ИЖ вносят вклад в характеристики EDL, (iv) ионные гели, изготовленные из ИЖ, могут использоваться в качестве твердого электролита в носимые устройства для получения высокой плотности энергии, и (v) PIL могут использоваться для увеличения плотности энергии и долговременной стабильности цикла.

Применение ИЖ в устройствах накопления энергии ведется непрерывно, и ожидается, что оно будет продолжено в будущем для улучшения электрохимических характеристик и стабильности устройств накопления энергии. Однако цена ИЖ составляет ~ 1000 долларов за кг на основе соли имидазолия, что дорого по сравнению с обычными растворителями, поэтому исследования по снижению стоимости производства ИЖ неизбежны. Кроме того, необходимы дополнительные исследования совместимости электродов LIB и SC с электролитами IL и методов улучшения ионной проводимости электролитов IL.Кроме того, необходимы исследования новых комбинаций ИЖ или эвтектических солей, которые объединяют два или более типов ИЖ. Кроме того, по мере развития исследований ИЖ ожидается, что ИЖ можно будет применять в будущих устройствах хранения и преобразования энергии, таких как мультивалентные ионные батареи и воздушно-металлические батареи, в дополнение к LIB и SC, представленным в этой статье.

В этом отношении мы полагаем, что эта статья может вдохновить исследователей на поиск более продвинутых приложений IL в устройствах хранения энергии.

фокус на оптических и электронных свойствах и соответствующих приложениях

Открытие графена, первого двумерного (2D) материала, вызвало подъем, поскольку этот вид материала показал огромный потенциал применения в таких областях, как накопление энергии , электроника и разделение газов. MXenes относятся к семейству 2D карбидов, карбонитридов и нитридов переходных металлов. После синтеза Ti ₃ C ₂ из Ti ₃ AlC ₂ в 2011 году было опубликовано около 30 новых составов.Эти материалы широко обсуждались, синтезировались и исследовались многими исследовательскими группами, поскольку они имеют много преимуществ перед традиционными 2D-материалами. В этом обзоре рассматриваются структуры MXenes, обсуждаются различные процедуры синтеза, анализируются свойства, особенно оптические и электронные свойства, и обобщаются их применения и потенциал, что может дать читателям обзор этих популярных материалов.

Список литературы

[1] Новоселов К.С., Гейм А. Возникновение графена.Nat Mater 2007; 6: 183–91. Искать в Google Scholar

[2] Новоселов К.С., Гейм А.К., Морозов С.В. и др. Эффект электрического поля в атомарно тонких углеродных пленках. Наука 2004; 306: 666–9. Искать в Google Scholar

[3] Новоселов К.С., Фалько В.И., Коломбо Л., Геллерт П.Р., Шваб М.Г., Ким К. Дорожная карта для графена. Природа 2012; 490: 192. Искать в Google Scholar

[4] Naguib M, Kurtoglu M, Presser V, et al. Двумерные нанокристаллы, полученные расслоением Ti ₃ AlC ₂ .Adv Mater 2011; 23: 4248–53. Искать в Google Scholar

[5] Sang X, Xie Y, Yilmaz DE, et al. Атомистическое понимание in situ механизмов роста однослойных двумерных карбидов переходных металлов. Нац Коммуна 2018; 9: 2266. Искать в Google Scholar

[6] Ghidiu M, Lukatskaya MR, Zhao M-Q, Gogotsi Y, Barsoum MW. Проводящий двумерный карбид титана «глина» с высокой объемной емкостью. Природа 2014; 516: 78–81. Искать в Google Scholar

[7] Лю Ф, Чжоу А., Чен Дж. И др.Получение мксенов Ti ₃ C ₂ и Ti ₂ C травлением фторидных солей и адсорбционные свойства метана. Appl Surf Sci 2017; 416: 781–9. Искать в Google Scholar

[8] Karlsson LH, Birch J, Halim J, Barsoum MW, Persson PO. Структурное и химическое исследование отдельных листов MXene с атомным разрешением. Nano Lett 2015; 15: 4955–60. Искать в Google Scholar

[9] Урбанковский П., Анасори Б., Макарян Т. и др. Синтез двумерного нитрида титана Ti ₄ N ₃ (MXene).Наномасштаб 2016; 8: 11385–91. Искать в Google Scholar

[10] Li T, Yao L, Liu Q, et al. Бесфтористый синтез высокочистого Ti ₃ C ₂ T _x (T = OH, O) щелочной обработкой. Angew Chem Int Ed 2018; 57: 6115–9. Искать в Google Scholar

[11] Peng C, Wei P, Chen X, et al. Путь гидротермального травления для синтеза 2D-MXene (Ti ₃ C ₂ , Nb2C): улучшенное расслаивание и улучшенные характеристики адсорбции. Ceram Int 2018; 44: 18886–93.Искать в Google Scholar

[12] Sun W, Shah S, Chen Y, et al. Электрохимическое травление Ti ₂ AlC до Ti ₂ CT _x (MXene) в растворе соляной кислоты низкой концентрации. J Mater Chem A 2017; 5: 21663–8. Искать в Google Scholar

[13] Ян С., Чжан П., Ван Ф. и др. Бесфторидный синтез двумерного карбида титана (MXene) с использованием бинарной водной системы. Angew Chem 2018; 130: 15717–21. Искать в Google Scholar

[14] Yu L, Fan Z, Shao Y, Tian Z, Sun J, Liu Z.Универсальные чернила MXene с примесью азота для печати на электрохимическом аккумуляторе энергии. Adv Energy Mater 2019; 9: 1

[15] Naguib M, Come J, Dyatkin B, et al. MXene: перспективный анод из карбида переходного металла для литий-ионных аккумуляторов. Electrochem Commum 2012; 16: 61–4. Искать в Google Scholar

[16] Лукацкая М.Р., Машталир О., Рен CE и др. Интеркаляция катионов и высокая объемная емкость двумерного карбида титана. Наука 2013; 341: 1502–5.Искать в Google Scholar

[17] Jiang X, Liu S, Liang W, et al. Широкополосная нелинейная фотоника в многослойном MXene Ti ₃ C ₂ T _x (T = F, O или OH). Laser Photonics Ред. 2018; 12: 1700229. Искать в Google Scholar

[18] Хан М., Инь Х, Ву Х и др. Ti ₃ C ₂ MXenes с модифицированной поверхностью для высокоэффективного электромагнитного поглощения и экранирования в X-диапазоне. Интерфейсы приложений ACS Mater 2016; 8:32. Искать в Google Scholar

[19] Шахзад Ф., Альхабеб М., Хаттер С. и др.Экранирование электромагнитных помех двумерными карбидами переходных металлов (MXenes). Наука 2016; 353: 1137–40. Искать в Google Scholar

[20] Peng Q, Guo J, Zhang Q, et al. Уникальное поведение активированной гидроксильной группы при адсорбции свинца в двумерном карбиде титана. J Am Chem Soc 2014; 136: 4113–6. Искать в Google Scholar

[21] Liu H, Duan C, Yang C, Shen W, Wang F, Zhu Z. Новый нитритный биосенсор, основанный на прямой электрохимии гемоглобина, иммобилизованного на MXene-Ti ₃ C ₂ .Sens Actuators B Chem 2015; 218: 60–6. Искать в Google Scholar

[22] Анасори Б., Лукацкая М.Р., Гогоци Ю. 2D карбиды и нитриды металлов (MXenes) для хранения энергии. Nat Rev Mater 2017; 2. Искать в Google Scholar

[23] Naguib M, Mashtalir O, Carle J, et al. Двумерные карбиды переходных металлов. ACS Nano 2012; 6: 1322–31. Искать в Google Scholar

[24] Тао К., Дальквист М., Лу Дж. И др. Двумерный Mo 1,33 C MXene с упорядочением дивакансий, полученный из исходного трехмерного ламината с химическим упорядочением в плоскости.Nat Commun 2017; 8: 14949. Искать в Google Scholar

[25] Перссон И., Эль-Газали А., Тао К. и др. Настройка структуры, состава и свойств накопления энергии MXenes от селективного травления плоских, химически упорядоченных MAX-фаз. Маленький 2018; 14: 1703676. Искать в Google Scholar

[26] Sang X, Xie Y, Lin M-W, et al. Атомные дефекты в однослойном карбиде титана (Ti ₃ C ₂ T _x ) MXene. ACS Nano 2016; 10: 9193–200. Искать в Google Scholar

[27] Ying G, Dillon AD, Fafarman AT, Barsoum MW.Прозрачные, токопроводящие пленки 2D Ti ₂ CT _x (MXene), обработанные методом центрифугирования. Mater Res Lett 2017; 5: 391–8. Искать в Google Scholar

[28] Abdelmalak MN. MXenes: новое семейство двумерных материалов и его применение в качестве электродов для литий-ионных аккумуляторов. Филадельфия, Пенсильвания: Университет Дрекселя, 2014. Поиск в Google Scholar

[29] Халим Дж., Кота С., Лукацкая М.Р. и др. Синтез и характеристика двумерного карбида молибдена (MXene). Adv Funct Mater 2016; 26: 3118–27.Искать в Google Scholar

[30] Халим Дж., Лукацкая М.Р., Кук К.М. и др. Прозрачные проводящие двумерные эпитаксиальные тонкие пленки карбида титана. Chem Mater 2014; 26: 2374–81. Искать в Google Scholar

[31] Анасори Б., Се Й., Бейдаги М. и др. Двумерные упорядоченные двойные карбиды переходных металлов (MXenes). ACS Nano 2015; 9: 9507–16. Искать в Google Scholar

[32] Zhou J, Zha X, Chen FY, et al. Двумерный карбид циркония путем селективного травления Al ₃ C ₃ из наноламинированного Zr ₃ Al ₃ C ₅ .Angew Chem Int Ed 2016; 55: 5008–13. Искать в Google Scholar

[33] Ян Дж., Нагиб М., Гидиу М. и др. Двумерные твердые растворы на основе ниобия M ₄ C ₃ (MXenes). J Am Ceram Soc 2016; 99: 660–6. Искать в Google Scholar

[34] Мешкиан Р., Дальквист М., Лу Дж. И др. Атомные ламинаты на основе W и их 2D-производные W1.33C MXene с вакансионным упорядочением. Adv Mater 2018; 30: 1706409. Искать в Google Scholar

[35] Халим Дж., Палисайтис Дж., Лу Дж. И др. Синтез двумерного Nb1.33C (MXene) со случайно распределенными вакансиями путем травления четвертичной фазы твердого раствора (Nb2 / 3Sc1 / 3) 2AlC MAX. ACS Appl Nano Mater 2018; 1: 2455–60. Искать в Google Scholar

[36] Reina A, Jia X, Ho J, et al. Многослойные графеновые пленки большой площади на произвольные подложки методом химического осаждения из газовой фазы. Nano Lett 2009; 9: 30–5. Искать в Google Scholar

[37] Ван Х, Фенг Х, Ву Й, Цзяо Л. Контролируемый синтез высококристаллических хлопьев MoS ₂ методом химического осаждения из газовой фазы.J Am Chem Soc 2013; 135: 5304–7. Искать в Google Scholar

[38] Verger L, Xu C, Natu V, Cheng H-M, Ren W., Barsoum M W. Обзор синтеза MXenes и других ультратонких 2D карбидов и нитридов переходных металлов. Curr Opin Solid State Mater Sci 2019; 23: 149–63. Искать в Google Scholar

[39] Барсум М.В., Радович М. Упругие и механические свойства MAX-фаз. Annu Rev Mater Res 2011; 41: 195–227. Искать в Google Scholar

[40] Sokol M, Natu V, Kota S, Barsoum MW.О химическом разнообразии MAX-фаз. Trends Chem 2019; 1: 210–23. Искать в Google Scholar

[41] Zhou J, Zha X, Zhou X и ​​др. Синтез и электрохимические свойства двумерного карбида гафния. ACS Nano 2017; 11: 3841–50. Искать в Google Scholar

[42] Meshkian R, Näslund L-Å, Halim J, Lu J, Barsoum MW, Rosen J. Синтез двумерного карбида молибдена, Mo ₂ C, из атомарного ламината на основе галлия Mo ₂ Ga ₂ C. Scr Mater 2015; 108: 147–50.Искать в Google Scholar

[43] Nowotny H, Rogl P, Schuster JC. Структурная химия сложных карбидов и родственных соединений. J. Solid State Chem 1982; 44: 126–33. Искать в Google Scholar

[44] Шустер Дж, Новотны Х., Ваккаро С. Тройные системы: CrAlC, VAlC и TiAlC и поведение H-фаз (M ₂ AlC). J. Solid State Chem. 1980; 32: 213–9. Искать в Google Scholar

[45] Liu Z, Zheng L, Sun L, Qian Y, Wang J, Li M. (Cr _2/3 Ti _1/3 ) ₃ AlC ₂ и ( Cr _5/8 Ti _3/8 ) ₄ AlC ₃ : новые соединения MAX-фазы в системе Ti-Cr-Al-C.J Am Ceram Soc 2014; 97: 67–9. Искать в Google Scholar

[46] Seh ZW, Fredrickson KD, Anasori B, et al. Двумерный карбид молибдена (MXene) как эффективный электрокатализатор выделения водорода. ACS Energy Lett 2016; 1: 589–94. Искать в Google Scholar

[47] Ghidiu M, Halim J, Kota S, Bish D, Gogotsi Y, Barsoum MW. Реакции ионного обмена и сольватации катионов в Ti ₃ C ₂ MXene. Chem Mater 2016; 28: 3507–14. Искать в Google Scholar

[48] Лю Ф, Чжоу Дж, Ван С. и др.Получение высокой чистоты V ₂ C MXene и электрохимические свойства литий-ионных аккумуляторов. J Electrochem Soc 2017; 164: A709–13. Искать в Google Scholar

[49] Альхабеб М., Малески К., Анасори Б. и др. Руководство по синтезу и переработке двумерного карбида титана (Ti ₃ C ₂ T _x MXene). Chem Mater 2017; 29: 7633–44. Искать в Google Scholar

[50] Verger L, Natu V, Carey M, Barsoum MW. MXenes: введение в их синтез, избранные свойства и области применения.Trends Chem 2019; 1: P656–69. Искать в Google Scholar

[51] Naguib M, Halim J, Lu J, et al. Новые двумерные карбиды ниобия и ванадия как перспективные материалы для литий-ионных аккумуляторов. J Am Chem Soc 2013; 135: 15966–9. Искать в Google Scholar

[52] Урбанковски П., Анасори Б., Хантанасирисакул К. и др. 2D нитриды молибдена и ванадия, синтезированные аммониацией 2D карбидов переходных металлов (MXenes). Наномасштаб 2017; 9: 17722–30. Искать в Google Scholar

[53] Soundiraraju B, George B. K.Двумерный нитрид титана (Ti2N) MXene: синтез, характеристика и потенциальное применение в качестве подложки для рамановского рассеяния с усиленной поверхностью. ACS Nano 2017; 11: 8892–900. Искать в Google Scholar

[54] Hoffman EN, Yushin G, El-Raghy T, Gogotsi Y, Barsoum MW. Микро- и мезопористость углерода, полученного из тройных и двойных карбидов металлов. Микропористый мезопористый материал 2008; 112: 526–32. Искать в Google Scholar

[55] Прессер В., Хеон М., Гогоци Ю. Углероды карбидного происхождения — от пористых сетей до нанотрубок и графена.Adv Funct Mater 2011; 21: 810–33. Искать в Google Scholar

[56] Машталир О., Нагиб М., Мочалин В.Н. и др. Интеркаляция и расслоение слоистых карбидов и карбонитридов. Нац Коммуна 2013; 4: 1716. Искать в Google Scholar

[57] Naguib M, Unocic RR, Armstrong BL, Nanda J. Крупномасштабное расслоение многослойных карбидов переходных металлов и карбонитридов «MXenes». Дальтон Транс 2015; 44: 9353–8. Искать в Google Scholar

[58] Natu V, Clites M, Pomerantseva E, Barsoum MW.Мезопористые порошки MXene, синтезированные путем смятия под действием кислоты, и их использование в качестве анодов Na-ионных аккумуляторов. Mater Res Lett 2018; 6: 230–5. Искать в Google Scholar

[59] Zhao D, Clites M, Ying G, et al. Смятие Ti ₃ C ₂ T _x (MXene) под действием щелочи с образованием трехмерных пористых сетей для хранения ионов натрия. Chem Commun 2018; 54: 4533–6. Искать в Google Scholar

[60] Диллон А.Д., Гидиу М.Дж., Крик А.Л. и др. Обработанные на растворе пленки двумерного карбида титана с высокой проводимостью и оптическим качеством.Adv Funct Mater 2016; 26: 4162–8. Искать в Google Scholar

[61] Collini P, Kota S, Dillon AD, Barsoum MW, Fafarman AT. Электрофоретическое осаждение толстых пленок двумерного карбида титана (MXene). J Electrochem Soc 2017; 164: D573–80. Искать в Google Scholar

[62] Xie Y, Naguib M, Mochalin VN, et al. Роль структуры поверхности в литий-ионной аккумулирующей способности двумерных карбидов переходных металлов. J Am Chem Soc 2014; 136: 6385–94. Искать в Google Scholar

[63] Xie Y, Dall’Agnese Y, Naguib M, et al.Прогнозирование и характеристика анодов нанолистов MXene для нелитий-ионных аккумуляторов. ACS Nano 2014; 8: 9606–15. Искать в Google Scholar

[64] Машталир О., Кук К.М., Мочалин В., Кроу М., Барсум М.В., Гогоци Ю. Адсорбция и разложение красителя на двумерном карбиде титана в водной среде. J Mater Chem A 2014; 2: 14334–8. Искать в Google Scholar

[65] Hu T, Wang J, Zhang H, Li Z, Hu M, Wang X. Вибрационные свойства Ti ₃ C ₂ и Ti ₃ C ₂ T _{2 Монолисты} (T = O, F, OH) расчетами из первых принципов: сравнительное исследование.Phys Chem Chem Phys 2015; 17: 9997–10003. Искать в Google Scholar

[66] Тан Ц., Чжоу З., Шен П. Являются ли MXenes перспективными анодными материалами для литий-ионных аккумуляторов? Вычислительные исследования электронных свойств и способности накапливать Li монослоя Ti ₃ C ₂ и Ti ₃ C ₂ X ₂ (X = F, OH). J Am Chem Soc 2012; 134: 16909–16. Искать в Google Scholar

[67] Khazaei M, Arai M, Sasaki T, et al. Новые электронные и магнитные свойства двумерных карбидов и нитридов переходных металлов.Adv Funct Mater 2013; 23: 2185–92. Искать в Google Scholar

[68] Wang X, Shen X, Gao Y, Wang Z, Yu R, Chen L. Распознавание структуры поверхности и механизма интеркаляции Ti в атомном масштабе ₃ C ₂ X. J Am Chem Soc 2015; 137: 2715–21. Искать в Google Scholar

[69] Kim H, Wang Z, Alshareef HN. MXetronics: электронные и фотонные приложения MXenes. Nano Energy 2019; 60: 179–97. Искать в Google Scholar

[70] Khazaei M, Ranjbar A, Arai M, Sasaki T, Yunoki S.Электронные свойства и приложения MXenes: теоретический обзор. J Mater Chem C 2017; 5: 2488–503. Искать в Google Scholar

[71] Lee Y, Cho SB, Chung YC. Перестраиваемый непрямой переход запрещенной зоны в прямой монослой Sc ₂ CO ₂ за счет эффекта деформации. Интерфейсы приложений ACS Mater 2014; 6: 14724–8. Искать в Google Scholar

[72] Yu X-f, Cheng J-b, Liu Z-b, et al. Модуляция запрещенной зоны монослоя Ti ₂ CO ₂ деформацией. RSC Adv 2015; 5: 30438–44.Искать в Google Scholar

[73] Lee Y, Hwang Y, Cho SB, Chung YC. Достижение прямой запрещенной зоны в монослойном карбиде скандия, функционализированном кислородом, путем приложения электрического поля. Phys Chem Chem Phys 2014; 16: 26273–8. Искать в Google Scholar

[74] Ли Л. Влияние межслоевого взаимодействия и электрического поля на ширину запрещенной зоны полярных бислоев: пример Sc ₂ CO ₂ . J. Phys Chem C, 2016; 120: 24857–65. Искать в Google Scholar

[75] Gandi AN, Alshareef HN, Schwingenschlögl U.Термоэлектрические характеристики MXenes M ₂ CO ₂ (M = Ti, Zr или Hf). Chem Mater 2016; 28: 1647–52. Искать в Google Scholar

[76] Се Й, Кент П. Исследование функциональных и электронных свойств функционализированных монослоев Ti _{n + 1} X _n (X = C, N) с использованием функциональной плотности гибридного метода. Phys Rev B 2013; 87: 235441. Искать в Google Scholar

[77] Khazaei M, Ranjbar A, Arai M, Yunoki S. Топологические изоляторы в упорядоченных двойных переходных металлах M ₂ ′ M ″ C ₂ MXenes (M ′ = Mo, W; M ″ = Ti, Zr, Hf).Phys Rev B 2016; 94: 125152. Искать в Google Scholar

[78] Вен Х, Ранджбар А, Лян И и др. Двумерный топологический изолятор с большой щелью в функционализированном кислородом MXene. Phys Rev B 2015; 92: 075436. Искать в Google Scholar

[79] Si C, Jin K-H, Zhou J, Sun Z, Liu F. Большозонное квантовое спиновое состояние Холла в MXenes: топологический порядок d-зоны в треугольной решетке. Nano Lett 2016; 16: 6584–91. Искать в Google Scholar

[80] Heyd J, Scuseria GE, Ernzerhof M. Гибридные функционалы, основанные на экранированном кулоновском потенциале.J. Chem Phys 2003; 118: 8207-15. Искать в Google Scholar

[81] Paier J, Marsman M, Hummer K, Kresse G, Gerber IC, Ángyán JG. Экранированные гибридные функционалы плотности применительно к твердым телам. J. Chem Phys 2006; 124: 154709. Искать в Google Scholar

[82] Лашгари Х., Аболхассани М.Р., Бучани А., Элахи С.М., Ходадади Дж. Электронные и оптические свойства двумерных графеноподобных соединений карбидов и нитридов титана: расчеты методом DFT. Solid State Commun 2014; 195: 61–9. Искать в Google Scholar

[83] Bai Y, Zhou K, Srikanth N, Pang JHL, He X, Wang R.Зависимость упругих и оптических свойств от поверхностных терминированных групп в двумерных монослоях MXene: исследование из первых принципов. RSC Adv 2016; 6: 35731–9. Искать в Google Scholar

[84] Мединц Иллинойс, Уеда Х.Т., Гольдман Э.Р., Маттусси Х. Биоконъюгаты с квантовыми точками для визуализации, маркировки и зондирования. Nat Mater 2005; 4: 435–46. Искать в Google Scholar

[85] Manna L, Milliron DJ, Meisel A, Scher EC, Alivisatos AP. Контролируемый рост неорганических нанокристаллов с разветвленными тетраподами.Nat Mater 2003; 2: 382. Искать в Google Scholar

[86] Пан Д., Чжан Дж., Ли З, Ву М. Гидротермальный путь разрезания листов графена на синие люминесцентные квантовые точки графена. Adv Mater 2010; 22: 734–8. Искать в Google Scholar

[87] Xue Q, Zhang H, Zhu M, et al. Фотолюминесцентный Ti ₃ C ₂ Квантовые точки MXene для многоцветной визуализации клеток. Adv Mater 2017; 29. Искать в Google Scholar

[88] Lin L, Xu Y, Zhang S, Ross IM, Ong AC, Allwood DA. Изготовление и люминесценция однослойных квантовых точек нитрида бора.Small 2014; 10: 60–5. Искать в Google Scholar

[89] Xu S, Li D, Wu P. Простой, простой и универсальный синтез однослойных квантовых точек MoS ₂ / WS ₂ в качестве зондов для биовизуализации и эффективных электрокатализаторов для реакции выделения водорода . Adv Funct Mater 2015; 25: 1127–36. Искать в Google Scholar

[90] Хуан Д, Се И, Лу Д и др. Демонстрация белого лазера с квантовыми точками на основе V ₂ C MXene. Adv Mater 2019; 31: 1_{7. Искать в Google Scholar}

[91] Xu Q, Ding L, Wen Y, et al.Высокий квантовый выход фотолюминесценции 18,7% при использовании легированных азотом квантовых точек Ti ₃ C ₂ MXene. J Mater Chem C 2018; 6: 6360–9. Искать в Google Scholar

[92] Chen X, Sun X, Xu W, et al. Ратиометрический датчик фотолюминесценции на основе квантовых точек Ti ₃ C ₂ MXene в качестве датчика внутриклеточного pH. Наномасштаб 2018; 10: 1111–8. Искать в Google Scholar

[93] Zhou L, Wu F, Yu J, Deng Q, Zhang F, Wang G. Карбид титана (Ti ₃ C ₂ T _x ) MXene: новый предшественник амфифильного графеновые квантовые точки на основе карбида для флуоресцентных чернил, светоизлучающих композитов и биовизуализации.Углерод 2017; 118: 50–7. Искать в Google Scholar

[94] Hantanasirisakul K, Gogotsi Y. Электронные и оптические свойства двумерных карбидов и нитридов переходных металлов (MXenes). Adv Mater 2018; 30: e1804779. Искать в Google Scholar

[95] Dong Y, Chertopalov S, Maleski K, et al. Насыщающееся поглощение в 2D Ti ₃ C ₂ Тонкие пленки MXene для пассивных фотонных диодов. Adv Mater 2018; 30: 1705714. Искать в Google Scholar

[96] Jhon YI, Koo J, Anasori B, et al.Металлический насыщающийся поглотитель MXene для фемтосекундных лазеров с синхронизацией мод. Adv Mater 2017; 29: 1702496. Искать в Google Scholar

[97] Wu L, Jiang X, Zhao J, et al. Нелинейно-оптический преобразователь информации на основе MXene для полностью оптического модулятора и коммутатора. Laser Photonics Ред. 2018; 12: 1800215. Искать в Google Scholar

[98] Song Y, Chen Y, Jiang X, et al. Нелинейное многослойное полностью оптическое преобразование длины волны с помощью MXene в телекоммуникационном диапазоне. Adv Opt Mater 2019; 7: 1801777. Искать в Google Scholar

[99] Wu Q, Jin X, Chen S, et al.Насыщающийся поглотитель на основе MXene для волоконных лазеров с фемтосекундной синхронизацией мод. Opt Express 2019; 27: 10159–70. Искать в Google Scholar

[100] Wu Q, Chen S, Wang Y, et al. Полностью оптический модулятор на основе MZI с нанесенным микроволокном MXene Ti ₃ C ₂ T _x (T = F, O или OH). Adv Mater Technol 2019; 4: 1800532. Поиск в Google Scholar

[101] Мэн С., Конг Т., Ма В., Ван Х, Чжан Х. 2D-волокна на основе кристаллов: состояние и проблемы. Small 2019: e1_{1. Искать в Google Scholar}

[102] Maier SA.Плазмоника: основы и приложения. Springer Science & Business Media, 2007. Поиск в Google Scholar

[103] Maier SA, Atwater HA. Плазмоника: локализация и направление электромагнитной энергии в металлических / диэлектрических структурах. Журнал прикладной физики 2005; 98: 10. Искать в Google Scholar

[104] Mauchamp V, Bugnet M, Bellido EP, et al. Улучшенные и настраиваемые поверхностные плазмоны в двумерных стеках Ti ₃ C ₂ : электронная структура против граничных эффектов.Phys Rev B 2014; 89: 235428. Искать в Google Scholar

[105] Кумар А., Ахлувалия П. Настраиваемый диэлектрический отклик дихалькогенидов переходных металлов MX ₂ (M = Mo, W; X = S, Se, Te): эффект квантового ограничения. Phys B Condensed Matter 2012; 407: 4627–34. Искать в Google Scholar

[106] Rast L, Sullivan T, Tewary VK. Стратифицированные системы графен / благородный металл для приложений плазмоники с низкими потерями. Phys Rev B 2013; 87: 045428. Искать в Google Scholar

[107] Sun D, ​​Wang M, Li Z, Fan G, Fan L-Z, Zhou A.Двумерный Ti ₃ C ₂ в качестве анодного материала для литий-ионных аккумуляторов. Электрохим Коммун 2014; 47: 80–3. Искать в Google Scholar

[108] Ren CE, Zhao M-Q, Makaryan T, et al. Пористые двумерные чешуйки карбида переходного металла (MXene) для высокоэффективного накопления Li-ion. ХимЭлектроХим 2016; 3: 689–93. Искать в Google Scholar

[109] Zhao X, Liu M, Chen Y, et al. Изготовление слоистого Ti ₃ C ₂ с гармошкой в ​​качестве потенциального катодного материала для высокоэффективных литий-серных батарей.J Mater Chem A 2015; 3: 7870–6. Искать в Google Scholar

[110] Ву Х, Ван З., Ю М., Сю Л., Цю Дж. Стабилизация MXen с помощью углеродного нанопокрытия для разработки иерархических наногибридов с эффективным хранением лития и возможностью выделения водорода. Adv Mater 2017; 29: 1607017. Искать в Google Scholar

[111] Ван Й, Сун Й, Ся Й. Электрохимические конденсаторы: механизм, материалы, системы, характеристики и приложения. Chem Soc Rev 2016; 45: 5925–50. Искать в Google Scholar

[112] Лукацкая М.Р., Кота С., Линь З. и др.Псевдемкостный накопитель энергии сверхвысокой скорости в двумерных карбидах переходных металлов. Nat Energy 2017; 2: 17105. Искать в Google Scholar

[113] Tao Y, Xie X, Lv W, et al. На пути к сверхвысокой объемной емкости: графен является производным высокоплотного, но пористого углерода для суперконденсаторов. Научный журнал 2013; 3: 2975. Искать в Google Scholar

[114] Далл’Агнес Ю., Лукацкая М.Р., Кук К.М., Таберна П.Л., Гогоци Ю., Саймон П. Высокая емкость поверхностно-модифицированного двумерного карбида титана в кислотном электролите.Электрохим Коммун 2014; 48: 118–22. Искать в Google Scholar

[115] Линь З., Рен С.Е., Чжао М.-Кью и др. Гибкие и проводящие пленки и нанокомпозиты MXene с высокой емкостью. Proc Natl Acad Sci 2014; 111: 16676–81. Искать в Google Scholar

[116] Boota M, Anasori B, Voigt C, Zhao M-Q, Barsoum MW, Gogotsi Y. Псевдемкостные электроды, полученные полимеризацией пиррола без окислителя между слоями двумерного карбида титана (MXene). Adv Mater 2016; 28: 1517–22. Искать в Google Scholar

[117] Qin L, Tao Q, El Ghazaly A, et al.Высокопроизводительные сверхтонкие гибкие твердотельные суперконденсаторы на основе обрабатываемого раствора Mo1.33C MXene и PEDOT: PSS. Adv Funct Mater 2018; 28: 1703808. Искать в Google Scholar

[118] Hantanasirisakul K, Zhao M-Q, Urbankowski P, et al. Изготовление прозрачных тонких пленок из Ti ₃ C ₂ T _x MXene с настраиваемыми оптоэлектронными свойствами. Adv Electron Mater 2016; 2: 1600050. Искать в Google Scholar

[119] Мариано М., Машталир О, Антонио Ф. К. и др.Пленки MXene из карбида титана, обработанные в растворе, исследованы как высокопрозрачные проводники. Наномасштаб 2016; 8: 16371–8. Искать в Google Scholar

[120] Zhang C, Anasori B, Seral-Ascaso A, et al. Прозрачные, гибкие и проводящие 2D пленки карбида титана (MXene) с высокой объемной емкостью. Adv Mater 2017; 29: 1702678. Искать в Google Scholar

[121] Али А., Белаиди А., Али С., Хелал М.И., Махмуд К.А. Прозрачный и проводящий Ti ₃ C ₂ T Изготовление тонкой пленки _x (MXene) методом электрогидродинамического распыления.J Mater Sci Mater Electron 2016; 27: 5440–5. Искать в Google Scholar

[122] Yang Y, Umrao S, Lai S, Lee S. Прозрачная двумерная пленка Ti ₂ CT _x с большой площадью и высокой проводимостью. J Phys Chem Lett 2017; 8: 859–65. Искать в Google Scholar

[123] Ying G, Kota S, Dillon AD, Fafarman AT, Barsoum MW. Проводящие прозрачные пленки V2CTx (MXene). FlatChem 2018; 8: 25–30. Искать в Google Scholar

[124] Акузум Б., Малески К., Анасори Б. и др. Реологические характеристики двумерных дисперсий карбида титана (MXene): руководство по переработке MXenes.ACS Nano 2018; 12: 2685–94. Искать в Google Scholar

[125] Ху Т, Чжан Х, Ван Дж и др. Анизотропная электронная проводимость в многослойном двумерном карбиде титана. Научный журнал 2015; 5: 16329. Искать в Google Scholar

[126] Ma Y, Liu N, Li L, et al. Очень гибкий и чувствительный пьезорезистивный датчик на основе MXene со значительно измененными межслоевыми расстояниями. Нац Коммуна 2017; 8: 1207. Искать в Google Scholar

[127] Zhang H, Liu N, Shi Y, et al. Пьезорезистивный сенсор с высокой эластичностью на основе трехмерной гибридной сети из губки @ УНТ @ НЧ Ag.Интерфейсы приложений ACS Mater 2016; 8: 22374–81. Искать в Google Scholar

[128] Guo Y, Zhong M, Fang Z, Wan P, Yu G. Носимый датчик переходного давления, сделанный из нанолистов MXene, для чувствительного взаимодействия человека и машины в широком диапазоне. Nano Lett 2019; 19: 1143–50. Искать в Google Scholar

[129] Lee E, VahidMohammadi A, Prorok BC, Yoon YS, Beidaghi M, Kim D-J. Газовое зондирование двумерного карбида титана (MXene) при комнатной температуре. Интерфейсы приложений ACS Mater 2017; 9: 37184–90. Искать в Google Scholar

[130] Kim SJ, Koh H-J, Ren CE, et al.Metallic Ti ₃ C ₂ T _x Газовые сенсоры MXene со сверхвысоким отношением сигнал / шум. ACS Nano 2018; 12: 986–93. Искать в Google Scholar

[131] Xu B, Zhu M, Zhang W, et al. Ультратонкий полевой транзистор на основе микрорельефа MXene для исследования нейронной активности. Adv Mater 2016; 28: 3333–9. Искать в Google Scholar

[132] Wu D, Wu M, Yang J, et al. Расслоенный Ti ₃ C ₂ T _x (MXene) для электрохимического определения карбендазима.Mater Lett 2019; 236: 412–5. Искать в Google Scholar

[133] Zheng J, Diao J, Jin Y, et al. Струйный отпечатанный электрод Ti ₃ C ₂ -GO для электрохимического определения перекиси водорода. Журнал Electrochem Soc 2018; 165: B227–31. Искать в Google Scholar

[134] Lorencova L, Bertok T, Dosekova E, et al. Электрохимические характеристики Ti ₃ C ₂ T _x MXene в водной среде: в сторону сверхчувствительного определения H ₂ O ₂ .Electrochim Acta 2017; 235: 471–9. Искать в Google Scholar

[135] Kumar S, Lei Y, Alshareef NH, Quevedo-Lopez M, Salama KN. Биофункциональный двумерный Ti ₃ C ₂ MXenes для сверхчувствительного обнаружения биомаркера рака. Биосенс ​​Биоэлектрон 2018; 121: 243–9. Искать в Google Scholar

[136] Zhang H, Wang Z, Zhang Q, Wang F, Liu Y. Ti ₃ C ₂ Нанолисты MXenes катализируют высокоэффективный электрогенерированный хемилюминесцентный биосенсор для обнаружения экзосом.Биосенс ​​Биоэлектрон 2019; 124: 184–90. Искать в Google Scholar

[137] Лю Дж, Цзян X, Чжан Р. и др. Электрохимический микрофлюидный биосенсор с поддержкой MXene: применение для непрерывного многокомпонентного мониторинга цельной крови. Adv Funct Mater 2019; 29: 1807326. Искать в Google Scholar

[138] Zhu X, Liu B, Hou H, et al. Щелочная интеркаляция Ti ₃ C ₂ MXene для одновременного электрохимического обнаружения Cd (II), Pb (II), Cu (II) и Hg (II). Electrochim Acta 2017; 248: 46–57.Искать в Google Scholar

[139] Sawyers CL. Проблема биомаркера рака. Природа 2008; 452: 548–52. Искать в Google Scholar

[140] Лин Х, Чен Л., Лу Х, Яо Х, Чен Й, Ши Дж. Двумерный карбид титана MXenes как эффективные электрокатализаторы неблагородных металлов для реакции восстановления кислорода. Sci Chin Mater 2019; 62: 662–70. Искать в Google Scholar

[141] Jastrzębska A, Szuplewska A, Wojciechowski T, et al. Исследования in vitro цитотоксичности расслоенного Ti ₃ C ₂ MXene.J Hazard Mater 2017; 339: 1–8. Искать в Google Scholar

[142] Chen K, Qiu N, Deng Q, et al. Цитосовместимость Ti ₃ AlC ₂ , Ti ₃ SiC ₂ и Ti ₂ AlN: тесты in vitro и расчеты из первых принципов. ACS Biomater Sci Eng 2017; 3: 2293–301. Искать в Google Scholar

[143] Линь Х, Гао С., Дай Ц., Чен Й, Ши Дж. Двумерный биоразлагаемый карбид ниобия (MXene) для фототермического уничтожения опухолей в биоконах NIR-I и NIR-II.J Am Chem Soc 2017; 139: 16235–47. Искать в Google Scholar

[144] Yu X, Cai X, Cui H, Lee S-W, Yu X-F, Liu B. Получение квантовых точек MXene из карбида титана с высокими фототермическими характеристиками в ближней инфракрасной области для лечения рака без содержания фтора. Наноразмер, 2017; 9: 17859–64. Искать в Google Scholar

[145] Li R, Zhang L, Shi L, Wang P. MXene Ti ₃ C ₂ : эффективный двухмерный материал для преобразования света в тепло. ACS Nano 2017; 11: 3752–9. Искать в Google Scholar

[146] Хуанг Х, Цзян Р., Фэн И и др.Последние разработки и перспективы модификации поверхности и биомедицинского применения MXenes. Наномасштаб 2020; 12: 1325–38. Искать в Google Scholar

[147] Xie Z, Wang D, Fan T, et al. Нанолисты из аналога черного фосфора сульфида олова: синтез и применение в качестве фототермических агентов ближнего инфракрасного диапазона и платформ доставки лекарств для терапии рака. J Mater Chem B 2018; 6: 4747–55. Искать в Google Scholar

[148] Han X, Huang J, Lin H, Wang Z, Li P, Chen Y. Ультратонкая 2D наноплатформа доставки лекарств на основе MXene для синергетической фототермической абляции и химиотерапии рака.Adv Healthc Mater 2018; 7: 1701394. Искать в Google Scholar

[149] Xuan J, Wang Z, Chen Y, et al. Интеркаляция и расслоение на основе органических оснований для производства функционализированных нанолистов из карбида титана с превосходными фототермическими терапевтическими характеристиками. Angew Chem Int Ed Engl 2016; 55: 14569–74. Искать в Google Scholar

[150] Дай К., Линь Х, Сюй Дж., Лю З, Ву Р., Чен Ю. Биосовместимые двухмерные композитные нанолисты карбида титана (MXenes) для рН-чувствительной гипертермии опухолей под контролем МРТ.Chem Mater 2017; 29: 8637–52. Искать в Google Scholar

[151] Zong L, Wu H, Lin H, Chen Y. Функционализированный полиоксометалатом двумерный карбид титана MXene для эффективной тераностики рака. Нано Рес 2018; 11: 4149–68. Искать в Google Scholar

Обзор MXene для накопителя энергии: влияние межслоевого расстояния

Риск энергетического кризиса для нового поколения зависит от нашего производства, хранения и использования имеющихся в настоящее время видов топлива для производства энергии [1].Более того, постоянный рост населения увеличивается день ото дня, и поэтому энергетический кризис снова становится серьезной проблемой. В эту эпоху жизнь без мобильных телефонов, ноутбуков, фотоаппаратов, и т. Д. непонятна, что приводит к высокому потреблению энергии. Постоянное истощение энергоресурсов требует подходящего, энергоэффективного и экологически чистого накопителя энергии. В настоящее время доступны различные накопители энергии , например. батарей [2], конденсаторов [3] и суперконденсаторов [4] для решения вышеуказанных проблем.Но результаты всех этих устройств зависят от эффективности, стоимости и стабильности материалов электродов, которые используются в этих устройствах. Хотя большое количество благородных металлов например. Pt, Ru, Ir в качестве электрода использовался для накопления энергии для удовлетворения энергетических потребностей из-за ограничений, таких как высокая стоимость и меньшая доступность этих металлов, что снижает их использование в повседневных практических нуждах [5–11]. Таким образом, представлен ряд благородных неметаллов [12–15], но их характеристики плохие по сравнению с благородными металлами.Поэтому основной областью исследований в этой области является поиск эффективных методов производства или разработки новых электродных материалов, которые могут помочь в удовлетворении будущих потребностей в энергии [16]. Большое количество производных углерода [4], оксидов металлов и проводящих полимеров используется в качестве электродов суперконденсатора , например. активированный уголь [17], углеродные нанотрубки [18], углеродные аэрогели [19], графен [20], диоксид рутения [21], оксид магния [22], полипропилен, полианилин и полиэтилдиокситиофен [23] и т. Д. Активированный уголь был успешно использован в суперконденсаторе в качестве электродного материала в 2006 году благодаря его большому количеству преимуществ, таких как большая удельная поверхность (до 3000 м ² г ^-1 ), обилие и простой способ производства. Его можно приготовить как из природного (уголь, древесина, скорлупа кокосового ореха), так и из химического прекурсора [17]. Однако полученные результаты измерения емкости очень ограничены из-за наличия различных распределений пор по размерам [24], так как во время процесса активации активированного угля управляемость образования микро-, мезо- и макропор очень ограничена [17].Углеродные нанотрубки и графен также изучались в литературе [4]. Из предыдущих исследований было замечено, что структура графена представляет собой серьезное ограничение на емкость устройства, поскольку слои графена легко агломерируются, и, таким образом, площадь электрода не полностью доступна для ионов электролита [25]. Кроме того, для увеличения емкости суперконденсатора Конвей и др. использовали оксид рутения (RuO ₂ ) в качестве электродного материала в устройстве [23]. Однако стоимость RuO ₂ очень высока, что открывает новые возможности для других металлооксидных материалов.Оксид магния (MnO ₂ ) может быть хорошей альтернативой оксиду рутения из-за его низкой стоимости, но очень ограниченно используется в литературе из-за низкой проводимости (10 ⁻⁴ −10 ⁻⁵ См · см ^{— 1} ) и, следовательно, требует особого внимания для повышения проводимости [26].

Новые электродные материалы изо дня в день исследуются различными авторами, чтобы найти уникальное решение для устройств хранения энергии. В этом контексте основное внимание уделяется 2D-материалам из-за их превосходных физических и химических свойств по сравнению с их свойствами в объеме [27].В ходе этого исследования были обнаружены различные новые элементы 2D-материалов, такие как металлоорганические каркасы (MoF) [28, 29], полиоксометаллаты (POM) [30] и черный фосфор (BP) [31]. Основные недостатки этих материалов 2D-электродов включают в себя низкую удельную емкость, меньшую электрическую проводимость, разрушение структуры и ограниченный перенос ионов / электронов. Серьезным препятствием для многих из этих электродных материалов является увеличение объема, меньшее расстояние между слоями, меньшая проводимость и гидрофобность.Более того, поверхностное окисление и поверхностные дефекты ограничивают их возможности для накопления энергии [32]. В 2011 году Naguib и др. [33] продемонстрировали потенциальное применение MXene в качестве электродного материала в суперконденсаторе с замечательными характеристиками устройства. Однако MXene [32–34], новый член семейства 2D, уникален тем, что имеет большое расстояние между слоями, отличную электропроводность, быструю диффузию ионов и молекул, легкодоступную структуру, хорошую термическую стабильность, гидрофильную природу, контролируемость толщины и большая площадь поверхности.Однако проблемы переупаковки листов MXene можно легко избежать, установив между слоями MXene различные прокладки. Принимая во внимание вышеупомянутый факт, MXene кажется наиболее многообещающим кандидатом в качестве электродного материала, поскольку разделение между слоями MXene можно контролировать систематически [35]. Этот аспект MXene сильно изучается и требует исчерпывающего списка работ, проделанных в этой области. Следовательно, в отношении материалов MXene необходимо обсудить предметный обзор их развития в качестве нового электродного материала в приложениях для накопления энергии.В этом обзоре рассматриваются последние тенденции синтеза MXene с использованием различных травителей, таких как плавиковая кислота, гидразин, фторид лития и соляная кислота. Также рассматривается влияние интеркалирующих катионов на расстояние между слоями MXene в различных устройствах накопления энергии. Наконец, будут обсуждаться перспективы использования MXene в качестве электродного материала в приложениях, связанных с суперконденсаторами.

MXene принадлежит к семейству двумерных слоистых карбидов, нитридов или карбонитридов переходных металлов.Он стал перспективным электродным материалом для устройств накопления и преобразования энергии из-за его превосходных свойств. Материал-предшественник для получения MXene включает карбид титана-алюминия (Ti ₃ AlC ₂ ) [36], который получают из «прокаливания без давления» титана, алюминия, графита. Сырье, такое как Ti (размер порошка <40 мкм, мкм, чистота 99%), Al (<40 мкм, размер порошка мкм, чистота 99%) и графитовые порошки (<5 мкм, размер порошка мкм, 99%). % чистоты) можно взять в качестве исходного материала в соотношении 3: 1: 2 и смешать с раствором этанола под давлением 20 МПа.Однофазный прекурсор может быть получен после прокаливания при 1400 ° C в течение 4 часов.

Реакции, которые произошли при образовании тройного карбида, показаны выше. Тройной карбид проявляет как комбинационные свойства керамики, так и металлов. Он похож на металлы тем, что обладает теплопроводностью и электропроводностью, устойчивостью к ударам. Как и керамика, он легкий, жесткий, термостойкий и сохраняет свои свойства даже при высоких температурах. Следовательно, он считается привлекательным материалом для различных применений.Тройной карбид синтезируется разными исследователями по разным методикам [37–39]. Но все эти методы включают различные промежуточные довольно стабильные бинарные и тройные фазы, такие как TiC, Al ₃ Ti, Al ₂ Ti, AlTi, и т.д. [36].

Раньше люди использовали газообразные галогениды в вакууме для травления атомного слоя A из предшественника MAX [40–42], тогда как при использовании этих газообразных галогенидов существуют некоторые серьезные ограничения, связанные с получением различных структур ( т.е. 3D, несмотря на 2D) углерода и карбидов из-за травления как элементов «М», так и элементов «А» из предшественника MAX. Следовательно, получение MXene осуществляется по формуле M _{n + 1} AX _n (MAX), где «M» относится к семейству ранних переходных металлов, таких как скандий (Sc), титан (Ti), ванадий (V), хром (Cr), и т. д. «A» — это элемент, принадлежащий к элементам группы 12–16, таким как кадмий (Cd), алюминий (Al), кремний (Si), фосфор (P), etc и «X» могут быть углеродом, азотом, углеродом и азотом [43–46].MXene, также известный как листы переходного металла с открытой поверхностью, получают путем выборочного удаления элементов A из предшественника MAX с использованием HF или NH ₄ HF ₂ , как показано в уравнениях (1) и (4), хотя связь между M и A являются металлическими и прочными, но они заменены более слабыми водородными связями, такими как гидроксил OH, кислород O и фтор F, из-за различных травителей, таких как HF ( водн. ), NH ₄ HF ₂ при комнатной температуре [32, 33, 45, 47] Так как гидрофильность металла, присутствующего в M _{n + 1} X _n , приводит к функционализации MXene различными видами, такими как (O, OH, F), как показано в уравнениях (2), (3) и (5).

Иллюстрация структуры MXene изображена на рисунке 1.

Увеличить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рис. 1. Структура MXene.

Загрузить рисунок:

Эти функциональные группы сильно влияют на физико-химические свойства конечного продукта (MXene). Следовательно, расслоение и травление приводят к обрыву MXene группами OH, O и F и, таким образом, изменяют поведение MXene от металлического к полупроводниковому [45].Однако в случае травления HF необходим еще один этап отслоения, поскольку травление и отслаивание не происходят одновременно. Поскольку HF является очень сильной кислотой, в литературе [45] описан другой способ получения MXene из in situ HF, такого как LiF, NaF и KF, которые используются с соляной кислотой (HCl). Этот метод начинается с добавления порошка MAX во фторидной соли вместе с раствором HCl при комнатной температуре в течение нескольких часов, в результате чего после нескольких циклов стирки получается глиноподобный продукт [45].Кроме того, глиноподобному продукту можно придать различную морфологию путем последующей обработки. Однако реакция фторидных солей с HCl приводит к HF, что показывает, что образование фторида необходимо для производства MXene. Во время реакции HCl с фторидными солями интеркалирование катионов металлов (, например, , Li ⁺ , Na ⁺ и K ⁺ ) увеличивает расстояние между слоями MXene. Такая интеркаляция невозможна при прямом использовании HF.Есть несколько факторов, которые могут повлиять на процесс травления: структура MAX, связь между атомами и размер частицы, и т. Д. . Более того, при использовании других травителей, кроме HF, таких как (, например, LiF, HCl и NH ₄ HF ₂ ) [48], требуется много времени для полного отшелушивания. Это связано с тем, что интеркаляция in situ соединений NH ₃ ⁺ и NH ₄ ⁺ между слоями MXene приводит к расслоению связок листов MXene на отдельные многослойные листы.Следовательно, в этом случае не требуется дополнительных шагов для отслаивания, поскольку отслаивание и травление происходили параллельно. Отслоение и травление — два основных фактора, которые влияют на свойства хлопьев MXene [49], такие как качество чешуек, кристалличность, дефекты, толщина и функционализация поверхности. Обычно более мелкие / многослойные хлопья MXene могут быть получены путем расслоения с помощью обработки ультразвуком и более низкой концентрации LiF, тогда как большие однослойные хлопья MXene могут быть приготовлены с использованием большей концентрации LiF, поскольку использование более высокой концентрации LiF приводит как к расслаиванию, так и к расслоению. травление как показано на рисунке 2 [50].

Увеличить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рис. 2. Путь синтеза хлопьев MXene [50].

Загрузить рисунок:

Следовательно, многослойные хлопья MXene могут быть разделены на одно- / многослойные хлопья даже без обработки ультразвуком. В настоящее время к наиболее перспективным методам расслоения с точки зрения эффективности относятся органические интеркалирующие молекулы, такие как ДМСО и изопропиловый спирт [51].В 2011 году первый многослойный MXene синтезирован путем избирательного травления A-слоя [52]. После этого в 2012 году появились новые члены семейства MXene , например. Ti ₂ CT _x , (Ti, Nb) ₂ CT _x [53] и (V, Cr) ₃ C ₂ T _x [54]. Позднее появились расслоенный однослойный MXene, мелкая чешуйка, двойной M MXene и упорядоченные дивакансии (Mo _1,3 CT _x ). Согласно литературным данным, для синтеза MXenes, Ti ₃ C ₂ T _x рассматривался в качестве основы для дальнейших исследований (обозначен как Ti ₃ C ₂ T _x ).На сегодняшний день семейство MXene [34] включает Ti ₃ C ₂ , Ti ₂ C, V ₂ C, Cr ₃ C ₂ , Fe ₂ C, Nb ₄ C ₃ , Nb ₂ C, Mo _1,33 C, Mo ₂ C, Hf ₃ C ₂ , (V ₂ C, Cr ₂ C и Ta ₂ C ), Cr ₂ N, Ti ₄ N ₃ , и т. Д. . Если особое внимание будет уделено материалам, ожидается, что в будущем будет обнаружено множество новых MXene.

Литий-ионные батареи (LIB) считаются многообещающим кандидатом в области электромобилей. Графит используется в основном в качестве анодного материала в LIB из-за его превосходных свойств, таких как экономичность, хорошая стабильность и высокая электронная проводимость. Однако внедрение литий-ионных аккумуляторов привело к тому, что удельная емкость батареи ограничилась всего 372 мАч g ^–1 при использовании графита в качестве анода [51]. Naguib и др. были первыми, кто опубликовал возможность использования MXenes в LIB в качестве анода [33].Этот недавно обнаруженный материал показывает увеличение площади поверхности примерно в 10 раз по сравнению с графеном или MAX (Ti ₂ AlC). Кроме того, это показывает, что произошло увеличение удельной емкости до 225 мАч г ^-1 , что в пять раз больше, чем у фазы MAX из-за большей площади поверхности, открытой структуры и слабых связей между различными элементами слоя MXene в структура Ti ₂ C. Кроме того, ионы Li ⁺ занимают межслоевое пространство между листами Ti ₂ C.Таким образом, доступные [55] современные анодные материалы имели лучшие характеристики, чем графен, что наводит на мысль об исследовании новых электродных материалов на основе MXene. Впоследствии карбиды ниобия и ванадия были разработаны в качестве электродного материала для литий-ионных батарей Naguib и др. путем селективного удаления слоя Al из соединений Nb ₂ AlC и V ₂ AlC. Обратимая емкость 170 и 260 мАч g ⁻¹ , как показано Nb ₂ CT _x и V ₂ CT _x при 1C, соответственно [56].Как и в случае расслоенного графита, аналогичные результаты слоистой морфологии дают новые карбиды, как показано на рисунках 3 (A) и (B). Кроме того, оба электродных материала выдерживают высокие скорости циклирования, составляющие 10 ° C, что показывает, что быстрая диффузия Li может осуществляться между материалами, имеющими слоистую структуру.

Увеличить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рис. 3. Показывает слоистую морфологию (A) Nb ₂ CT _x ; (B) V ₂ CT _x [56].

Загрузить рисунок:

После этого вычислительные исследования (DFT) показали возможность Ti ₃ C ₂ MXene и его производных, таких как Ti ₃ C ₂ F ₂ и Ti ₃ C ₂ (OH) ₂ в качестве анодных материалов для LIB Танг и др. [55]. В своей работе, влияние электронных свойств и интеркаляции на голые (Ti ₃ C ₂ ), фторированные (Ti ₃ C ₂ F ₂ ) и гидроксилированные (Ti ₃ C ₂ (OH) ₂ ) поверхности за счет Li-ion.Далее было проведено исследование адсорбции Li и диффузионного поведения Ti ₃ C ₂ . Из-за низкого энергетического барьера и небольшой длины пути было обнаружено, что ионы Li легко мигрируют по поверхности Ti ₃ C ₂ , но для других производных MXene, таких как Ti ₃ C ₂ T _x (T = F или OH) наблюдался более высокий диффузионный барьер из-за замедления поверхностных T-групп. В случае производных Ti ₃ C ₂ плавной миграции Li-иона препятствовали объемные группы OH.Следовательно, был сделан вывод, что материал MXene будет надежным кандидатом на использование LIB в качестве анода из-за его различных свойств, таких как высокая электрическая проводимость, низкий диффузионный барьер и большая теоретическая емкость (320 мА · ч г ^-1 ). Из-за интеркаляции и расслоения материала Ti ₃ C ₂ с функционализированной поверхностью гидразином и N, N-диметилформальдегидом параметр c-решетки был увеличен, как показано на СЭМ-изображении [49]. Кроме того, показана повышенная скорость передачи благодаря интеркалированию в литий-ионных аккумуляторах.

Поскольку процесс интеркаляции обсуждается уже давно, чтобы сохранить заряд в батареях, потому что литий может иметь большую плотность энергии. Однако для дальнейшей оптимизации электрохимических характеристик необходимо провести дополнительные исследования для детального понимания механизма литиирования и делитирования MXene. Но все же очень трудно транспортировать и хранить катионы большего размера без нарушения кристаллической структуры. Более того, применение LIB в приложениях для хранения и преобразования энергии значительно сокращается из-за ограниченной доступности естественных залежей лития, его безопасности и стоимости производства [57, 58] и, таким образом, приводит к созданию не литий-ионных аккумуляторов ( NLB) системы, такие как натрий-ионные, калий-ионные, магниево-ионные и кальциево-ионные батареи, и т. Д. [59–62].Таким образом, новые соединения MX были разработаны Лукацкой и др. на основе слоистой двумерной структуры карбида титана, которая была способна вмещать различные катионы (, например, Na ⁺ , K ⁺ , NH ₄ ⁺ , Mg ₂ ^+, и Al ₃ ⁺ ) электрохимически из их водных солевых растворов [63].

Основным преимуществом этих батарей является их изобилие, большая емкость, широкий отрицательный окислительно-восстановительный потенциал, эксплуатационная безопасность и экологичность.Кроме того, материалы MXene имеют такие преимущества, как высокая электропроводность, большая площадь поверхности и склонность к размещению различных катионов , например. Na ⁺ [55]. Следовательно, Wang и др. опубликовали, что в гибридных конденсаторах с ионами натрия Ti ₂ CT _x MXene может действовать как анод [64]. Интеркаляция / адсорбция ионов Na на / на поверхность нанолистов MXene увеличивает межслоевое расстояние между слоями MXene с 7,1 до 10,1 Å, как видно из рисунка 4.Позже Далл Агнесе и др. обнаружили, что при сравнении V ₂ C MXene с Ti ₂ C их электрохимическое поведение аналогично [65, 66]. Поскольку до сих пор большое внимание уделялось использованию этих материалов в качестве анодных электродов. Но Далл Агнесе и др. представили, что из большого семейства MXenes, V ₂ CT _x может также использоваться в качестве материала катодного электрода [65]. Гибридный асимметричный суперконденсатор был изготовлен с анодом в качестве твердого углерода и V ₂ CT _x в качестве катода.Устройство выдало 50 мАч g ⁻¹ для окна напряжения 3,5. Было показано, что внедрение ионов Na между слоями V ₂ CT _x имело такие же характеристики, как и внедрение ионов Li. Следовательно, V ₂ CT _x MXene может выступать в качестве многообещающего положительного материала с большим диапазоном рабочего напряжения. Гибкий и проводящий Hf ₃ C ₂ T _z MXene был синтезирован Zhou и др. из соединения Hf ₃ [Al (Si)] ₄ C путем селективного удаления подслоя Al-C, легированного Si. [67].Объемные емкости 1567 и 504 мАч / см ⁻³ были показаны с помощью полученного 2D Hf-содержащего материала MXene в литий-ионных и натрий-ионных аккумуляторах для плотности тока 200 мА · г ⁻¹ , показывая, что Hf- материал, содержащий MXene, может быть лучшей альтернативой. Существует еще одна альтернатива, помимо литий-ионных батарей и не литий-ионных батарей, — это литиево-серные батареи (LSB). Считается, что эти батареи имеют светлое будущее в устройствах накопления энергии из-за их большой теоретической емкости (1675 мАч г ^-1 ), большой доступности и больших значений удельной плотности энергии (2600 Втч кг ^-1 ) [ 68, 69].Однако есть некоторые недостатки, связанные с серными батареями, такие как потеря серы, низкий срок службы и растворение электролитов. Все эти недостатки являются основными препятствиями для батарей на основе серы и, следовательно, ограничивают их производительность. Чтобы решить эти проблемы, необходимо найти эффективный электродный материал для содержания серы. Исследование MXene на основе карбида титана (Ti ₂ CO ₂ ) было проведено Чжао и др. в качестве основного материала для Li ₂ Sn для Li – S аккумуляторов путем проведения расчетов методом DFT.Был сделан вывод, что моно / несколько слоев MXene прочно связывают растворимые частицы Li ₂ Sn, таким образом, избегая их диссоциации в электролит [70]. Аналогичным образом, производительность LSB была значительно улучшена с помощью MXene на основе Ti (Ti ₂ C), что было обнаружено Рао и др. с использованием вычислений DFT [71]. Благодаря взаимодействию сульфидов лития (Li ₂ S _m ) на поверхности функционализированного MXene их связь между титаном и серой становится более прочной, что помогает предотвратить растворение серы.Позже сообщалось, что из-за сильной связи между функционализированными группами карбидов на основе Ti и полисульфидными частицами из-за высокой металлической проводимости MXene представляется многообещающим кандидатом в качестве основы для серной батареи [71]. Композиты S / Ti ₂ C с содержанием 70 мас.% Продемонстрировали циклические характеристики длительной стабильности и сохраняющей способности до 80% после 400 циклов при 2 ° C с удельной емкостью около 1200 мАч g ^-1 Плотность тока при 5 ° C. . В таблице 1 обобщены емкость и преимущества различных материалов, используемых для анодных и катодных электродов для различных применений батарей, которые обсуждались в этом разделе.

Увеличить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рис. 4. Синтез MXene из MAX и увеличение расстояния между слоями путем сначала интеркаляции, а затем (де) интеркаляции иона Na + без какого-либо значительного изменения расстояния между слоями [64].

Загрузить рисунок:

Таблица 1. Сравнение различных материалов с точки зрения емкости при использовании в батареях, а также их преимущества.

2D слоистые электродные материалы обладают способностью вмещать катионы разного размера. Эта способность размещать катионы известна как интеркаляция. В литературе синтезированы различные MXene, имеющие структурное сходство с графеном. Для интеркаляции использовалось большое количество интеркалянтов, таких как ДМСО, мочевина, гидразин. Наиболее распространенным интеркалянтом был моногидрат гидразина N ₂ H ₄ H ₂ O (HM), растворенный в N, N-диметилформамиде (DMF), который увеличил расстояние между слоями с 7.От 2 до 10,3–10,4 Å [72, 73] Для внедрения ТМ в MXene с концевыми фторами порошок MXene смешивают с HM или HM и ДМФ и перемешивают в течение одного дня. После обработки MXene HM суспензию фильтруют, для интеркаляции отмывку осадка проводят DMF вместо этанола [33].

Интеркаляция с использованием ДМСО и мочевины проводится по той же процедуре [49]. Порошок MXene сначала смешивают с ДМСО или мочевиной, а затем осадок собирают и сушат в вакууме. Для расслоения используется ДМСО.После перемешивания f-Ti ₃ C ₂ с ДМСО при комнатной температуре коллоидную суспензию центрифугировали для отделения интеркалированного порошка от жидкого ДМСО. После декантации супернатанта к остатку добавляли деионизированную воду. После обработки суспензии ультразвуком в ванне проводили центрифугирование и супернатант фильтровали с использованием пористого мембранного фильтра и сушили в печи при 70 ° C в течение ночи, в результате чего образовывалась «бумага» d-MXene, которая легко отделялась от мембраны.

Используя технологию углового прядения NMP и расчеты DFT, Сатоши Каджияма и др. проиллюстрировали интеркаляцию ионов натрия в нанолистах Ti ₃ C ₂ T _x [74].Было показано, что обратимая интеркаляция и деинтеркаляция ионов Na проявляется нанолистами MXene в неводных электролитах на основе Na. Также было продемонстрировано, что после первого натрийсодержания увеличилось расстояние между слоями, а затем после натриевого натри имело место интеркаляция и деинтеркаляция десольватированных ионов натрия. Однако из-за столбчатого эффекта ионов Na и эффекта набухания, вызванного проникновением молекул растворителя между листами MXene во время полного процесса натрирования и десодиации, межслоевое расстояние сохранялось.Поскольку во время реакций интеркаляции и деинтеркаляции ионов натрия не наблюдается структурных изменений, поскольку Ti ₃ C ₂ T _x демонстрирует отличную скорость и емкостное удерживание в течение 100 циклов. После обработки Ti ₃ C ₂ T _x плавиковой кислотой в течение 15 часов при комнатной температуре наблюдалось смещение пика (002) от более высокого к более низкому углу, что показало увеличение c- параметр решетки от 9,25 до 9.67 Å, ​​как показано на рисунке 5. Затем, во время первого процесса натрирования, пик (002) еще больше смещается в сторону меньшего угла, что означает относительное расширение межслоевого интервала с 9,7 Å (исходный) до 12,5 Å.

Увеличить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рис. 5. XRD-изображения для соответствующих MAX и Ti ₃ C ₂ T _x [74].

Загрузить рисунок:

Публикация, иллюстрирующая влияние интеркаляции ионов металлов на колебательную динамику молекул воды, была представлена ​​Нарешом К.Ости и др. [75] Поскольку частичное удаление молекул воды и связывание между функционализированными на поверхности группами и оставшимися молекулами воды приводит к снижению подвижности молекул воды. В чистом MXene пик 002 был обнаружен при 19,88 Å. После интеркаляции произошел сдвиг пика 002 в сторону меньшего угла, что свидетельствует об увеличении расстояния между слоями. По сравнению с изменением расстояния между голыми слоями MXene интеркаляция ионов металлов показывает другие результаты.После вакуумного отжига наблюдается, что интеркалирование слоев MXene ионами калия приводит к очень небольшому уменьшению параметра c-решетки, тогда как интеркалирование ионами натрия показывает два пика, из которых один узкий, а другой широкий с пиком 002 при 23,98 Å и 21,22 Å соответственно по сравнению с результатами без отжига. Кроме того, результаты, полученные с интеркалированным литием MXene, показывают изменение пика 002 с 24,63 Å до 19,88 Å, как показано на рисунке 6.

Увеличить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рисунок 6. Рентгенограмма чистого MXene и до и после ионов металлов (Li ⁺ , Na ⁺ и K ⁺ ), интеркалированных MXene после вакуумного отжига при 110 ^o C с соответствующими параметрами s-решетки [75].

Загрузить рисунок:

Влияние интеркаляции катионов на управление активационными свойствами бумажных электродов MXene было опубликовано Jeremy Come и др. [76]. Было замечено, что интеркаляция лития, натрия и магния приводит к сжатию электрода, тогда как при интеркаляции калия наблюдалось небольшое увеличение расстояния между слоями.Ниже приведены результаты, полученные для изменения высоты в зависимости от отношения заряда к ионному радиусу, например 1,67 Å для лития, 1,05 Å для натрия, 0,75 Å для калия и 2,78 Å для магния [77]. Поскольку литий, натрий и калий являются одновалентными ионами, наблюдалось уменьшение амплитуды при большом ионном радиусе. Эффективный радиус этих гидратированных ионов составляет 3,82 Å для лития, 3,58 Å для натрия, 3,31 Å для калия и 4,28 Å для магния соответственно [78]. Было замечено, что во время интеркаляции гидратная оболочка вокруг иона полностью или частично удалялась.Что касается сухой бумаги MXene, как показано на рисунке 7 (A), расстояние d 10,04 Å соответствует пику (0002) при 8,83 °. На рисунке 7 (B) было показано, что во время интеркаляции Li ⁺ наблюдалось смещение пика (0002) от более высоких к более низким углам, а во время деинтеркаляции пик (0002) снова сдвигался от более низкого к более высокому углу, показывая сокращение. Таким образом, на рисунке 7 (C) также было показано, что происходит усадка слоев MXene, которая приводит к уменьшению расстояния между слоями с 12.От 84 Å до 12,56 Å при интеркаляции Li ⁺ , что приблизительно равно 2,1%. Поскольку уменьшение d-расстояния ниже, чем макроскопическое сжатие, зарегистрированное ранее, дополнительные электростатические силы должны играть роль во взаимодействиях между листами MXene.

Увеличить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рис. 7. (A) Рентгенограммы сухой бумаги MXene; (B) 1 M Li ₂ SO ₄ ; (C) Расстояние между сульфатом лития в зависимости от потенциала [76].

Загрузить рисунок:

Это было продемонстрировано Meng-Qiang Zhao и др. относительно хранения ионов магния в MXenes. Готовые трехмерные микропористые гибкие и проводящие пленки MXene были испытаны в качестве катода в ионно-магниевой батарее после интеркаляции ионов магния из электролита на основе магния [79, 80]. Изготовленный композитный электрод Mg _0,21 Ti ₃ C ₂ T _x показывает значения емкости 210 мАч g ⁻¹ , 140 мАч g ⁻¹ и 55 мАч g ⁻¹ соответственно при емкостях из 0.5 ° C, 1 ° C и 5 ° C. Было показано, что после интеркалирования иона Mg ²⁺ между слоями MXene пик (002) сдвигается с 6,5 ° до 5,7 °. Следовательно, это показывает, что интеркаляция Mg ²⁺ увеличивает расстояние между слоями с 13,6 до 15,5 Å, как показано на рисунке 8. Ли и др. разработали метод интеркалирования катионов и модификации поверхности для увеличения емкости Ti ₃ C ₂ T _x MXenes, что привело к увеличению емкости на 200% [81].После травления алюминиевого слоя из предшественника Ti ₃ AlC ₂ конечный материал MXene (Ti ₃ C ₂ T _x ) заканчивается функциональными группами OH и F, затем обрабатывается основаниями, имеющими различные катионные радиусы, такие как КОН. Из-за этого связь между титаном и фтором становится нестабильной. F-концевые группы затем заменяются гидроксильными группами из-за внедрения ионов K ⁺ между слоями MXene. Следовательно, за счет удаления функционализированных групп, таких как F для MXene, обработанного КОН, электрохимические характеристики улучшаются.Из-за большого межслоевого расстояния и более низкой концентрации фтора на поверхности Ti ₃ C ₂ MXene, обработанной КОН, полученное значение емкости составляет 517 Ф · г ^-1 при плотности тока 1 А · г ^-1 из-за интеркаляции ионов K ⁺ . Следовательно, эффективным способом увеличения емкости является сочетание механизмов интеркаляции катионов и модификации поверхностных групп. Из-за интеркаляции катионов и увеличения расстояния между слоями были предприняты дополнительные усилия по получению более крупных катионов, которые могут радикально изменить внутреннюю структуру хозяина [74, 82, 83].Существует большая возможность интеркаляции многоатомных катионов, таких как алкиламмоний (АК), выполненных Ghidiu и др. , в материалы MXene [45]. Таким образом, лучший доступ к электролиту может быть обеспечен за счет внедрения катионов большого размера в межслоевое пространство устройств накопления заряда. Влияние расстояния между слоями для различных материалов на характеристики суперконденсатора суммировано в таблице 2. Таким образом, для понимания структурных эффектов интеркаляции были проведены экспериментальные и теоретические измерения, чтобы понять наилучшие условия для интеркалирования большого катиона.Поскольку присутствие большего количества катионов снижает удельную емкость, в электроде может быть создан мертвый объем. Следовательно, для некоторых приложений большее расстояние между слоями не полезно, потому что большее расстояние между слоями MXene не является лучшим приложением для хранения и преобразования энергии.

Увеличить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рис. 8. Картины XRD , показывающие сравнение до и после интеркаляции ионов Mg ²⁺ [80].

Загрузить рисунок:

Таблица 2. Влияние межслоевых расстояний на электрохимические характеристики суперконденсаторов.

Бумажные электроды MXene без добавок и связующего были приготовлены путем фильтрации отслоившихся листов MXene толщиной 20–50 нм, как было предложено Mashtalir и др. [49], как показано на рисунке 9.Результат показывает, что емкость 340 Ф · см ⁻³ была получена с раствором электролита КОН [49]. Было замечено, что полученные результаты были лучше, чем те, которые были предложены Naguib и др. для Ti ₂ C [66] из-за различных свойств, таких как большая площадь поверхности (98 м ² г ^-1 ), гидрофильность природа и хорошая проводимость. Кроме того, гибкость изготовленной бумаги MXene может открыть новые возможности для носимых и гибких приложений для хранения энергии.Он показывает, что эти бумаги MXene без связующего проявляют удельную емкость 410 мАч g ^-1 при циклической скорости 1 ° C и 110 мАч g ^-1 при скорости цикла 36 ° C. Хотя из-за поверхностных функций, таких как OH и F, присутствующих на поверхностях образцов MXene, теоретические результаты были меньше по сравнению с результатами измерений [55]. Поскольку для увеличения значения емкости ключевым параметром является большая площадь поверхности, но для многослойного MXene площадь поверхности очень мала и составляет примерно 23 м ² г ^-1 [52].Следовательно, для результатов с большой емкостью очень выгодно расслаивать слои для увеличения площади поверхности. Поскольку формирование однослойных или многослойных листов MXene толщиной в несколько нанометров побудило исследователей найти новые возможности для изготовления различных гибких устройств накопления энергии [49, 56, 63, 66].

Увеличить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рис. 9. Схема, показывающая изготовление связующего и не содержащего добавок Ti ₃ C ₂ T Бумажный электрод _x .

Загрузить рисунок:

Как сообщил Линг, и др., Гибкая и высокопроводящая нанокомпозитная пленка была синтезирована путем изготовления гибридов MXene с полимером, как показано на рисунке 10 [89]. Более того, гибридная пленка обладает большим количеством преимуществ, таких как гибкость, прочность и высокая электропроводность. Среди различных полимеров полидиаллилдиметиламмонийхлорид (PDDA) использовался в основном для интеркалирования между слоями MXene из-за его катионной природы и поливинилового спирта (PVA), гидрофильного характера и присутствия группы OH в его основной цепи.Когда чистый MXene и гибрид MXene с PVA и PDDA использовались в качестве электродных материалов в суперконденсаторе, результаты, полученные для емкости, составили 300 528 296 Ф · см ⁻³ соответственно при скорости сканирования 2 мВ · с ⁻¹ в растворе электролита КОН. Не наблюдалось изменения значения емкости при добавлении полимера PDDA из-за низкой плотности композитной пленки по сравнению с чистым MXene. Однако при смешивании полимера ПВС с пленкой MXene значение емкости увеличивалось.Причина улучшения характеристик ПВС по сравнению с ПДДА заключается в улучшенном переносе ионов, а также в доступе к MXene, наряду с предотвращением с помощью полимера PVA повторной укладки хлопьев MXene.

Увеличить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рис. 10. Схема, иллюстрирующая регулируемые свойства функциональных пленок на основе MXene [89].

Загрузить рисунок:

Хотя электропроводность композитных пленок и чистого Ti ₃ C ₂ T _x практически идентична, были также другие факторы, определяющие электрохимические характеристики композитной пленки, такие как предотвращение переупаковки, ионный доступ и их транспорт, степень катионного взаимодействия и гибкость композитной пленки.Впоследствии глиноподобный MXene (Ti ₃ C ₂ T _x ) был синтезирован Ghidiu и др. с использованием раствора LiF и HCl [45]. Синтезированный MXene был свернут в тонкие нанолисты, как показано на рисунке 11. Когда использовался кислый электролит, пленки Ti ₃ C ₂ T _x без добавок давали объемную емкость 900 Ф · см ^−3. (или 245 F g ^-1 ) [33].

Увеличить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рисунок 11. Схема, иллюстрирующая синтез и применение глины MXene.

Загрузить рисунок:

После этого все встречно-штыревые микросуперконденсаторы MXene, использующие метод покрытия распылением, представлены You-Yu Peng и др. . Крупные хлопья MXene были уложены стопкой в ​​нижнем слое, используемом в качестве токосъемников. Хлопья MXene небольшого размера служили верхнему слою с различным количеством дефектов, как видно из рисунка 12. По сравнению с платиновыми токосъемниками, микро-суперконденсаторы Ti3C2Tx показали гораздо меньшее контактное сопротивление, большую емкость и хорошие скоростные характеристики.Значения площадной и объемной емкости составляют ~ 27 мФ см ^-2 и 357 Ф см ^-3 , соответственно, при скорости сканирования 20 мВ с ^-1 . Готовые устройства также показали хорошую циклическую стабильность и сохранение емкости 100% после 10 000 циклов [90].

Увеличить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рис. 12. (a) Схема устройства суперконденсатора с напылением большого размера (L) Ti ₃ C ₂ T _x внизу служил токосъемником с последующим нанесением покрытия на электроактивный маленький размер (S) пленки MXene и формирование встречно-штыревых электродов, вырезанных лазером [90].

Загрузить рисунок:

Рен и др. разработали новую стратегию химического травления при комнатной температуре для получения пористого Ti ₃ C ₂ T _x [51]. Процесс сначала включает использование соли переходного металла (CuSO ₄ , CoSO ₄ или FeSO ₄ ) для каталитического окисления хлопьев MXene, а затем удаление оксида металла (TiO ₂ ), который является результатом процесса окисления в богатой кислородом среде, как показано на рисунке 13 (A).Было замечено, что образование пористого MXene приводит к увеличению объема пор в 10 раз, содержащих различные поры с разным размером в нм, и удельной поверхностью от 19,6 до 93,6 м ² г ^-1 , как представлено на рисунках 13 (B) и (C). Полученные результаты показали, что при 0,1 ° C была получена высокая емкость 1250 мАч g ^-1 . Кроме того, во время удаления оксида металла не наблюдалось серьезного воздействия на группы с концевыми группами (F, O и OH) при использовании кислотных травителей, что позволяет предположить, что этот процесс может быть использован для получения пористых структур из других MXenes.Поскольку было определено, что MXenes являются многообещающим электродным материалом для приложений хранения энергии, поэтому были предприняты дополнительные усилия для дальнейшего улучшения их характеристик путем изменения их поверхности и увеличения активных центров и расстояния между слоями MXene. Таким образом, при удалении определенных функциональных групп происходит значительное улучшение электрохимических характеристик MXene и увеличение расстояния между слоями. Следовательно, из предыдущих исследований было замечено, что поверхностные терминирующие группы оказывают сильное влияние на способность MXenes e к хранению.грамм. транспортировке ионов электролита препятствуют фтор и гидроксильные функциональные группы, что снижает емкость накопителя энергии [91].

Увеличить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рис. 13. (A) Механизм синтеза пористого MXene из процесса окисления в присутствии богатой кислородом среды; (B) и (C) Синтез пористой структуры до и после травления через изображения ПЭМ [51].

Загрузить рисунок:

Сначала Чанг Э. Рен и др. [92] изучали чистый MXene и его композитные пленки, используя метод вакуумной фильтрации (VAF). 2.2 × 10 ⁴ См ⁻¹ и 2 × 10 ³ См ⁻¹ удельная проводимость была получена для композитного Ti ₃ C ₂ T _x / ПВС и Ti ₃ C ₂ T _x / пленка PDDA и 2.4 × 10 ⁵ См ⁻¹ для голых пленок Ti ₃ C ₂ T _x . Было также замечено, что емкостные результаты MXene были более 300 Ф · см ^-3 , что было выше по сравнению с графеном (60 ~ 100 Ф · см ^-3 ) [52], карбидными углями (180 Ф · см ⁻³ ) [63] или пленки геля графена (~ 260 Ф / см ₃ ) [93], о которых сообщалось ранее. Кроме того, впечатляющую объемную емкость дал композит ПВС / MXene с полученными соответствующими значениями в электролите КОН: 528 Ф · см ^-3 и 306 Ф · см ^-3 при 2 мВ · с ⁻¹ и 100 мВ · с ^{. −1} , как показано на рисунках 14 (A) и (B).

Увеличить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рисунок 14. Bare MXene, Ti ₃ C ₂ T _x / PDDA и Ti ₃ C ₂ T _x / PVA-KOH Показатели емкости показаны (A) при различных скорость сканирования; (B) 2 мВ с ^-1 скорость сканирования [89].

Загрузить рисунок:

Leiqiang Qin et al сообщили о пригодном для обработки решении Mo _1.33 C MXene и PEDOT: PSS и получили максимальную емкость 568 Ф · см ⁻³ , 33,2 мВт · ч · см ⁻³ плотности энергии и 19470 мВт · см ⁻³ удельной мощности [94]. Было обнаружено, что емкость и скоростная способность композитной пленки Mo _1,33 C MXene / PEDOT: PSS были улучшены по сравнению как с исходным Mo _1,33 C MXene, так и с необработанными гибридами Mo _1,33 C / PEDOT: PSS, начиная с обработка композитной пленки H ₂ SO ₄ увеличивает межслоевое расстояние.Способ получения гибридных пленок и их изготовление в суперконденсаторе изображен на рисунке 15. Композитный электрод, обработанный H ₂ SO ₄ с массовым соотношением 10: 1 в течение 24 часов, обладает максимальной объемной емкостью 1310 F см ⁻³ и 452 F g ⁻¹ при 2 мВ с ⁻¹ [95]. До этого исследования было оценено лишь несколько отчетов о MXene и полимерных композитах в качестве электродного материала для суперконденсаторов [88].Позже Sixing Xu и др. [96] сообщили, что в микроконденсаторе (MSC) используются встречно-штыревые электроды из двухмерных карбидов переходных металлов (MXene) с использованием технологии MEMS. Увеличенная массовая нагрузка была обеспечена за счет изготовления 300 карбида титана толщиной мкм и толщиной м в качестве встречно-штыревых пальцев и полимерного электролита (ПЭ) в качестве электродов. Результаты показывают, что наблюдалась удельная емкость 276 мФ · см ^-2 и сохранение емкости 95% после 1000 циклов. Для стабилизации структуры вместо ПТФЭ и ПВДФ использовался полиэтилен, поскольку доступность поверхности электродов в ПЭ может быть увеличена за счет ионов [55].Однако повышенная доступность приводит к увеличению площади поверхности и снижению ионного сопротивления. Промежутки между слоями заполнялись полимерным электролитом.

Увеличить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рис. 15. Схема, иллюстрирующая приготовление композитных пленок и их изготовление в качестве электродного материала в твердотельном суперконденсаторе [94].

Загрузить рисунок:

Ширина электродных пальцев и разделителя составляла 300 мкм м и 60 мкм м при толщине электрода 300 мкм м соответственно, как показано на рисунках 16 (A) и (B).Изоляция между электродными пальцами показана стенками SU-8 на рис. 16 (C). Полное сечение устройства показано на рисунке 16 (D). Также было замечено, что все пространства траншеи были заполнены композитным материалом, и из-за опускания материала в середине во время процесса затвердевания наблюдается небольшая вогнутость.

Увеличить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рис. 16. (A) Слой Cr / Au, нанесенный как токоприемник; (B) СУ-8 размещена в качестве сепаратора; (C) электродный материал, введенный в траншеи; (D) Электролитное покрытие PVA-H ₃ PO ₄ .

Загрузить рисунок:

После этого Рагхаван Бэби Рахи и др. [97] приготовили усы нанокристаллического ε -MnO ₂ на поверхностях нанолистов ( ε -MnO ₂ / Ti ₂ CT _{x 9000 и ε -MnO 2 / Ti 3 C 2 T x ) MXene с использованием прямого химического синтеза для получения водных псевдоконденсаторов с использованием нанокомпозитных электродов (рисунок 17).Поскольку удельная емкость композитного электрода была увеличена с 32,4 до 210,9 Ф · г ⁻¹ из-за нановискеров ε -MnO 2 при скорости сканирования 10 мВ · с ⁻¹ , как показано на рисунках 18 ( А) и (Б). Кроме того, в конце 10 000 циклов готовый композитный суперконденсатор сохранял максимальную емкость до 87,7%, тогда как вискеры чистого MnO 2 сохраняли только 74,5% [52] максимальной емкости.}

Увеличить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рисунок 17. Механизм получения композита MnO ₂ / MXene [97].

Загрузить рисунок:

Увеличить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рис. 18. (A) Удельные емкости чистого MXene и ε -MnO ₂ нановискеров / MXene при различных плотностях тока; (B) CV профиль ε -MnO ₂ / Ti ₃ C ₂ T _x _Ar композитных образцов при разной скорости сканирования [97].

Загрузить рисунок:

Большая объемная плотность энергии за счет отжига асимметричного суперконденсатора из оксида никеля MXene была получена Qi Xun Xia и др. с использованием гидротермального метода [98]. Он демонстрирует удельную емкость 92,0 мАч см ⁻³ и 53,9 мАч см ⁻³ при плотностях тока 1 A g ⁻¹ и 10 A g ⁻¹ соответственно с плотностью энергии 1,04 × 10 ⁻² Вт · ч / см ³ для удельной мощности 0.22 Вт / см ^–3 , и стабильность при циклическом воздействии 72,1% с сохранением после 5000 циклов. По сравнению с чистым MXene, готовый TiO ₂ / C-Ti ₃ C ₂ T _x MXene демонстрирует более низкое удельное сопротивление и большую удельную поверхность, что было важным параметром в улучшении суперконденсатора. представление. Обработка ДМСО вызывает отслаивание Ti ₃ C ₂ T _x MXene, полученного, как показано на рисунке 19 (a), который показывает большее количество щелей, чем раньше.Поскольку однослойный MXene имеет толщину всего 1 нм, чешуйки MXene, полученные с использованием обработки ДМСО, дают толщину 10–70 нм, следовательно, ДМСО дает много или несколько 10–70 слоев многослойного MXene. Изображение FESEM изготовленного устройства показано на рисунке 19 (b), который показывает, что наблюдается увеличение размеров (как по горизонтали, так и по вертикали) однослойного листа из-за успешного добавления нанолистов NiO. Измерения сопротивления между чистым MXene и Ni-dMXNC показывают лучшую проводимость, увеличенную площадь поверхности, активное покрытие NiO, увеличение площади межфазного контакта электрод / электролит и короткий путь диффузии Ni-dMXNC по сравнению с чистым Ti ₃ C ₂ T _x MXene.

Увеличить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рис. 19. (a) Ti ₃ C ₂ T _x MXene после обработки ДМСО; (б) готовый Ni-dMXNC [98].

Загрузить рисунок:

Qiuyan Yang и др. [99] сообщили о непрерывных волокнах на основе MXene с использованием стратегии сборки мокрого прядения за счет синергетического эффекта между листами MXene и жидкими кристаллами оксидов графена.Было упорядоченное выравнивание листов MXene между кристаллическим шаблоном жидких оксидов графена и их сборкой в ​​гибридные волокна. Было показано, что увеличилась электропроводность (2,9 × 10 ⁴ См · м ⁻¹ ) и объемная емкость (586,4 Ф · см ⁻³ ) встроенного волоконно-оптического суперконденсатора в исходном состоянии по сравнению с в аккуратно восстановленные графеновые волокна (16,4 F · см ⁻³ ). Позже, в качестве многообещающего электродного материала, он был впервые синтезирован Янгуном Веном и др. [100] путем легирования азота в двумерном MXene (N-Ti ₃ C ₂ T _x ). посттравливым отжигом Mxene в присутствии аммиака.При 200 ° C было продемонстрировано значительное увеличение параметра c-решетки за счет инкапсуляции азота в структуре MXene в виде гетероатома от 1,92 нм в чистом Mxene до 2,46 нм в MXene, легированном азотом. Более того, было показано, что в условиях окружающей среды MXene с легированным азотом демонстрирует внезапное улучшение электрохимических емкостей с 192 F g ^-1 и 82 F g ^-1 в 1 MH ₂ SO ₄ и 1 M MgSO ₄ соответственно, что было больше, чем у чистого MXene, показавшего электрохимическую емкость 34 F g ^-1 и 52 F / g в 1 MH ₂ SO ₄ и 1 M MgSO ₄ .

Кроме того, на рисунке 20 (A) показано, что результаты циклической вольтамперометрии (CV) в 1 M H ₂ SO ₄ не были идеальными по сравнению с 1 M MgSO ₄ электролитом. Вместо этого профили CV в электролите H ₂ SO ₄ показывают пики при потенциале от –0,2 В до –0,1 В. Можно описать, что эти пики могут быть из-за связывания / разрыва ионов H + с концевым кислородом в электроде Ti ₃ C ₂ T _x , что дополнительно привело к появлению псевдоемкости из-за изменения состояния валанса. элемента Ti.Различные результаты измерения гравиметрической емкости были получены для MXene, легированного азотом, в электролите 1M H ₂ SO ₄ при разной температуре например. 34 F g ⁻¹ для чистого Ti ₃ C ₂ T _x, 192 F g ⁻¹ для N-Ti ₃ C ₂ T _x при 200 ° C, 45 F g ⁻¹ для N-Ti ₃ C ₂ T _x при 300 ° C, 20 F g ⁻¹ для N-Ti ₃ C ₂ T _x при 500 ° C и 10 F g ^-1 для N-Ti ₃ C ₂ T _x при 700 ° C, как показано на рисунке 20 (B).Замечено, что результаты удельной емкости для некоторых электродов на основе MXene были меньше по сравнению с голыми электродами MXene из-за небольшой доли примеси фазы TiC, присутствующей в Ti ₃ C ₂ T _x для различных условия синтеза. Однако эти результаты демонстрируют заметное улучшение на 460% удельной емкости при 200 ° C и 300 ° C из-за легирования N обработкой аммиаком, чем при 500 ° C и 700 ° C из-за вкладов псевдемкостности N- содержащие функционализированные группы и улучшение межслоевого расстояния.При различных скоростях сканирования от 1 мВ с ^-1 до 50 мВ с ^-1 было замечено, что CV прямоугольной формы получается в 1M MgSO ₄ (рисунок 20 (C)). Было показано, что максимальная гравиметрическая емкость достигает 52 F g ^-1 при 1 мВ с ^-1 для электродов MXene, которая затем была уменьшена до более низкого значения при более высоких скоростях сканирования, как показано на рисунке 20 (D). По сравнению с H ₂ SO ₄ (0,26 См · см ⁻¹ ) [101], проводимость MgSO ₄ (0.051 См см ⁻¹ ) [63] меньше, как и емкость. На Чжан и др. декорировали двумерный карбид титана наночастицами Ag [102]. Композитное устройство имеет удельную поверхность 107 м. ² г ⁻¹ , 332,2 мФ см ⁻² площадную емкость при скорости сканирования 2 мВ с ⁻¹ , 63,2% сохраняемой емкости до 100 мВ с ^-1 , стабильность при циклическом изменении с сохранением емкости 87% при более чем 10 000 циклов. Композитное устройство также обеспечивает максимальную плотность энергии 121.4 мкм Вт · см ^-2 и удельной мощности 17395 мкм Вт · см ^-2 .

Увеличить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рис. 20. Профили напряжения тока (A) при 1 мВ с ^-1 скорость сканирования; (B) удельные емкости в зависимости от скорости сканирования Ti ₃ C ₂ T _x и N-Ti ₃ C ₂ T _x дюймов 1M H ₂ SO ₄ ; (C) график зависимости емкости от потенциала при скорости сканирования 1 мВ с ^-1 ; (D) удельные емкости в зависимости от сканирования Ti ₃ C ₂ T _x и N-Ti ₃ C ₂ T _x в 1 M электролите MgSO ₄ [100].

Загрузить рисунок:

Приготовление наночастиц Ag / MXene показано на рисунке 21 (A). Цифровые фотографии наночастиц Ag, нанолистов MXene и их дисперсии в смеси показаны на рисунке 21 (B) соответственно. Во время коллоидной дисперсии падал луч бокового света, и наблюдался сильный эффект рассеяния Тиндаля. В общем, из-за сильной связи между наночастицами Ag возникли трудности с их диспергированием.Кроме того, благодаря своей гибкости, его можно легко намотать на стеклянную трубку без каких-либо изменений в ее структуре, как показано на рисунке 21 (C). Поскольку он действует только как проводящая прокладка в гибридном с MXene, он не показывает никакого вклада в емкость. Следовательно, когда смешивается большое количество наночастиц Ag, это снижает гибкость гибридной бумаги. В таблице 3 показано сравнение электрохимических характеристик различных 2D-материалов, которые использовались в суперконденсаторе.

Увеличить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рисунок 21. (A) Этапы, иллюстрирующие получение гибридных пленочных электродов Ti ₃ C ₂ T _x / Ag NP; (B) изображения, показывающие эффект ясного тиндаля наночастиц Ag, Ti ₃ C ₂ T _x NS и дисперсий смеси с лазерным светом; (C) Обертывание гибридной пленки Ti ₃ C ₂ T _x / Ag NP на стеклянной трубке, демонстрируя ее гибкую природу [102].

Загрузить рисунок:

Таблица 3. Сравнение электрохимических характеристик различных 2D-материалов.

Высокие требования к электрохимическим накопителям энергии обусловлены уделением внимания разработке современных электродных материалов.В последние несколько десятилетий недостатки различных электродных материалов, таких как углерод и его производные, оксиды металлов и проводящие полимеры, вызвали интерес к исследованию новых электродных материалов. Поскольку преимущества отдельных слоев в 2D-материалах привели к открытию новых 2D-материалов. С этой точки зрения в 2011 году исследуется новый 2D электродный материал MXene. Кроме того, MXene демонстрирует превосходные электрохимические свойства, такие как хрупкость, высокая температура плавления, стойкость к окислению, высокая электрическая и теплопроводность, гидрофильная природа, изменчивость состава, большая площадь поверхности и склонность к размещению большого количества интеркалянтов.Следовательно, он был разработан как альтернатива предыдущим электродным материалам. В этой обзорной статье были проиллюстрированы новейшие технологии синтеза 2D-MXene и их использование в качестве электродного материала в устройствах накопления энергии. Как правило, процесс получения MXene включает селективное травление слоя Al из MAX-фазы с использованием HF с последующим разделением многослойного MXene на несколько слоев обработкой ультразвуком. Помимо HF, другие смеси травителей, которые менее токсичны, такие как LiF и HCl, чем HF, используются для успешного травления слоя A из фазы MAX.Таким образом, многослойные MXenes с гидрофильной поверхностью могут иметь различную морфологию с разными функциональными группами , например. гидроксил, кислород и фтор. Однако необходимы новые подходы к получению не содержащих фторидов MXenes. Поскольку преимущество большого межслоевого интервала между слоями MXene, катионы разного размера внедряются в поверхность MXene, доказывая, что MXene является лучшим кандидатом для устройства накопления энергии в качестве электродного материала.Использование MXene в батареях LIB привело к высокой емкости и стабильности. Несмотря на использование лития, доступно множество катионов , например. натрия, калия, магния, и т. Д. , которые вставлены между слоями MXene, что делает их лучшим кандидатом для гибридных устройств. Кроме того, интеркаляция катионов большего размера полностью не исследована, потому что может существовать тенденция, что большие межслойные катионы приводят к низкой проводимости. Таким образом, влияет на перенос заряда и легкую диффузию ионов электролита.Кроме того, еще предстоит изучить другие композиты MXenes с проводящими полимерами. Таким образом, эти гибридные характеристики способствуют применению MXene в будущем. Кроме того, проводящие межслойные прокладки, добавленные к слоям MXene, также могут обеспечить дополнительный путь для электронной проводимости, сохраняя подходящие межслойные разделения. Следовательно, способствуя улучшению электрохимических характеристик. Следовательно, MXene, новый 2D-материал, демонстрирует большое будущее в качестве электродного материала в устройствах накопления энергии.Благодаря ряду преимуществ, таких как устранение проблемы переупаковки, улучшенная электронная проводимость и стабильность, а также легкий перенос ионов / электронов, эти гибриды на основе MXene открывают новые возможности для исследований в области накопления и преобразования энергии. Таким образом, считается, что недавний прогресс в синтезе, влияние межслойного расстояния в устройствах накопления энергии и гибрид MXene могли бы привести к полезному пути для дальнейших исследований в отношении приложений накопления энергии.

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности.Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.

Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:

• В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить, хотите ли вы принимать файлы cookie.
• Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались.Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
• Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
• Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
• Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie.Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.

Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файлах cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

(PDF) Использование уникальных свойств MXenes для усовершенствованных аккумуляторных батарей

Использование уникальных свойств MXenes 38

[143] Liang X, Hart C, Pang Q, Garsuch A, Weiss T and Nazar LF 2015 Nature communications 6

1–8

[144] Чжоу Дж., Ли Р., Фан Х, Чен Й, Хан Р., Ли В, Чжэн Дж, Ван Б. и Ли Х, 2014 г. Energy &

Наука об окружающей среде 72715–2724

[145] Zhang X, Chen A, Zhong M, Zhang Z, Zhang X, Zhou Z и Bu XH 2019 Electrochemical Energy

Обзоры 229–104

[146] Zhao Y and Zhao J 2017 Applied Surface Science 412 591–598

[ 147] Sim ES и Chung YC, 2018 г. Прикладная наука о поверхности 435210–215

[148] Sim ES, Yi GS, Je M, Lee Y и Chung YC, 2017 Journal of Power Sources 342 64–69

[149] Zheng J , Tian J, Wu D, Gu M, Xu W, Wang C, Gao F, Engelhard MH, Zhang JG, Liu J et al.

2014 Нано-буквы 14 2345–2352

[150] Рао Д., Чжан Л., Ван И, Мэн З, Цянь Х, Лю Дж, Шэнь Х, Цяо Дж. И Лу Р, 2017 г. Журнал

по физической химии C 121 11047–11054

[151] Тан Х, Ли В., Пэн Л., Каллен С.П., Лю И, Пакдел А., Лонг Д., Ян Дж., МакЭвой Н., Дюсберг Г.С.

и др. 2018 г. Продвинутая наука 51800502

[152] Чжан И, Му З, Ян Ц, Сюй З, Чжан С., Чжан Х, Ли И, Лай Дж, Сунь З, Ян И и др. 2018

Advanced Functional Materials 28 1707578

[153] Zhao T, Zhai P, Yang Z, Wang J, Qu L, Du F and Wang J 2018 Nanoscale 10 22954–22962

[154] Pourali Z, Yaftian MR and Sovizi MR 2018 Химия и физика материалов 217 117–124

[155] Сун Дж., Го Х, Чжан Дж., Чен Й, Чжан С., Ло Л, Ван Ф и Ван Г. Журнал материалов 2019

химия A 76507–6513

[156] Du C, Wu J, Yang P, Li S, Xu J и Song K 2019 Electrochimica Acta 295 1067–1074

[157] Wang Z, Zhang N, Yu M, Liu J, Wang S и Qiu J, 2019 Journal of Energy Chemistry 37 183–191

[158] Zhang H, Qi Q, Zhang P, Zheng W, Chen J, Zhou A, Tian W., Zhang W. и Sun Z 2018 ACS

Applied Energy Materials 2705– 714

[159] Чен Дж., Ли И, Чжун В., Чжэн Ф, Ху Дж, Джи Х, Лю В., Ян Ц, Линь З и Лю М. 2020 Energy

Материалы для хранения 25 547–554

[160] Чжуан Р., Яо С., Шен Х, Ли Т, Цинь С. и Ян Дж. 2019 Журн al of Materials Science: Materials

in Electronics 30 4626–4633

[161] Zhou F, Li Z, Luo X, Wu T, Jiang B, Lu LL, Yao HB, Antonietti M and Yu SH 2018 Nano

букв 18 1035–1043

[162] Ши Н, Си Б, Фэн З, Лю Дж, Вэй Д., Лю Дж, Фэн Дж и Сюн С. Интерфейсы с расширенными материалами 2019

61802088

[163] Чжао М.К., Се Х, Рен CE, Макарян Т., Анасори Б., Ван Дж. И Гогоци Ю. 2017 Расширенный

материалов 29 1702410

[164] Чжэн В., Чжан П., Чен Дж., Тиан В., Чжан И. и Сунь З. Журнал химии материалов, 2018 г.

A63543–3551

[165] Тонтини Дж., Гривз М., Гош С., Байрам В. и Барг С. Физический журнал 2020: материалы 3

022001

[166] Ву З, Шан Т., Дэн Й, Тао И и Ян QH 2020 Advanced Science 71

[167] Li K, Liang M, Wang H, Wang X, Huang Y, Coelho J, Pinilla S, Zhang Y, Qi F, Nicolosi V et al.

2020 Advanced Functional Materials 2000842

[168] Jiang H, Ren D, Wang H, Hu Y, Guo S, Yuan H, Hu P, Zhang L и Li C 2015 Advanced

Materials 27 3687–3695

[ 169] Джаривала Д., Сангван В.К., Лаухон Л.Дж., Маркс Т.Дж. и Херсам MC 2014 ACS nano 81102–1120

[170] Пэн Л., Чжу Й., Чен Д., Руо ff Р.С. и Ю Дж. 2016 Advanced Energy Materials 61600025

[171 ] Chhowalla M, Shin HS, Eda G, Li LJ, Loh KP и Zhang H 2013 Nature chemistry 5263

[172] Shi J, Liu M, Wen J, Ren X, Zhou X, Ji Q, Ma D, Zhang Y , Джин С., Чен Х и др.2015 Advanced

Материалы 27 7086–7092

[173] Das P, Fu Q, Bao X и Wu ZS Журнал по химии материалов, 2018 A 621747–21784

[174] Wu ZS, Zheng Y, Zheng S, Wang S , Sun C, Parvez K, Ikeda T, Bao X, M¨ullen K и Feng X

Страница 38 из 41 РУКОВОДСТВО, ПРЕДСТАВЛЕННОЕ АВТОРОМ — JPENERGY-100274.R2

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

32

33

34

35

36

37

38

39

40

41

42

43

44

45

46

47

48

49

50

51

52

53

54

55

56

57

58

59

60

Принятые рукописи

(PDF) Исследование проблем панельных домов

Международная конференция по строительству, архитектуре и техносферной безопасности

IOP Conf.Серия: Материаловедение и инженерия 687 (2019) 033035

ИОП Публикация

doi: 10.1088 / 1757-899X / 687/3/033035

6

Устранение локальных дефектов составило 12850935,3 руб., При этом стоимость тепловидения ,

с учетом дополнительных затрат дефекты тепловой защиты составили 4 091 500 руб.

Из этого следует, что затраты на тепловизор и устранение дефектов тепловой

защиты в долгосрочной перспективе перекроют затраты на дополнительный обогрев.

Литература

[1] Варламова Л.А., Рынкова М.В. 2017 Герметизация крупнопанельных жилых домов Сборник

трудов конференции теории и практики современной науки (Минск) с. 20–26.

[2] Новосельцева Е.Л. Шалагинова Н.В., Чарушина М.С. 2017 Повышение энергоэффективности стыков

панельных домов новой и старой серии Сборник статей Всероссийской ежегодной

научно-практической конференции (Киров: ВГУ) с. 1640–1649

[3] Ткаченко ТВ 2017 Герметизация межпанельных стыков в стеновых панелях Сборник трудов Наука,

образование, общество: тенденции и перспективы развития конф. (Кемерово) стр. 126–131

[4] Логинова В.В., Смирнова Ю.О. 2017 Анализ проблем эксплуатации панельных

жилых домов и определение повреждений в результате износа на примере дома

по ул.Бородино, 17 Аллея наук 1 (9) стр. 127–134

[5] Николаев С.В. 2013 Панельно-каркасные дома нового поколения Жилищное строительство 8 стр.

2–10

[6] 2004 Швы в бетонных зданиях Цементно-бетонные заполнители (Австралия) 63 1–8

[7] Reardon C 2013 Сборный бетон YOURHOME.GOV.AU

[8] Alotaibi SS и Riffat S 2014 Панели с вакуумной изоляцией для экологичных зданий: обзор исследований

и приложения Международный журнал энергетических исследований 38 стр. 1–19

[9] Енюшин В.Н., Нурмухаметова А.Д., Хаеретдинова А.Д., 2016 Энергоэффективность современных ограждающих конструкций

Известия КГАСУ 4 (38) 217–221

[10] Коклюгина Л.А., Коклюгин А.В., Шилова Е.А. 2016 Проблемы планирования и организации

работ по капитальному ремонту и реконструкции Известия КГАСУ 4 (38) 428–432

[11] Куприянов В.Н., Юзмухаметов А.М., Сафин И.Ш. 2017 Эфф. Влияние влаги на тепловую проводимость материалов стен.Состояние вопроса Известия КГАСУ 1 (39) 102–110

[12] Иванова Е.Ю. 2017 Инновационные направления проектирования энергоэффективных ограждений Известия КГАСУ

2 (40) 70–76

[13] Ибрагимов Р.А., Богданов Р.Р. 2017 Влияние комплексного модификатора

на гидратацию и структурообразование самоуплотняющегося бетона ZKG Inter. 70 (4) 44–49

[14] Мавлюбердинов А.Р., Хотсанян Д.Н. 2018 Технологические особенности возведения многоэтажных

жилых домов из CLT-панелей Известия КГАСУ 1 (43) 219–225

[15] Богданов Р.Р. Ибрагимов Р.А. 2017 Процесс гидратации и структурообразования модифицированного самоуплотняющегося бетона

ГИС 73 (5) 14–24

[16] Ибрагимов Р.А., Изотов В.С. 2015 Влияние углеродных нанотрубок на структуру и свойства

цементных композитов Неорганические материалы 51 (8) 834–839

[17] Ибрагимов Р.А., Салимова Г.Р. 2016 Анализ продолжительности строительства современных крупнопанельных жилых домов

в г. Казани Известия КГАСУ 1 (36) 228–232

[18] Алексеева Е.А., Еремин К.И., Комов Е.П., Лебедев О.В., Поздняков В.С., Сеннович Д.В.,

Троицкий-Марков Р.Т. 2013 Практика проведения термического неразрушающего контроля в 90-х гг. 037

энергообследования многоквартирных домов Наука и безопасность 4 (9) 93–125

[19] Мырцымов С.А., Козина Л.Н., Капалкина Е.А., Дерягина Д.А. 2016 Повышение энергоэффективности и энергоэффективности панельных домов старого образца. статей XVIII Международной научно-практической конференции

(Пенза: ПГАУ) с. 58–64

[20] Лукманова Л.В., Мухаметрахимов Р.Х. 2016 Панельные дома с эффективным теплоизоляционным слоем и облицовкой

Ресурсо-энергоэффективные технологии в строительном комплексе

региона 7 264–267

Прогресс в производстве нанопористого углерода по методу CDC