一、文章概述

多孔碳(PC)可以有效地緩解二維mxene基薄膜典型的自堆積現(xiàn)象，并可以很容易地定制其多孔結(jié)構(gòu)。然而，由于PC的形狀不規(guī)則，3D PC與2D MXene薄片之間的接觸通常以點對點的形式出現(xiàn)，導(dǎo)致電子傳遞效率低，薄膜中應(yīng)力集中且易碎。文章引入一維碳納米管(CNT)構(gòu)建了一種高導(dǎo)電的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，將PC緊密錨定在MXene薄片上，通過增加MXenn與PC之間的接觸面積來確?？焖匐娮觽鬟f。此外，交織的CNTs橋接水平MXene薄片，使內(nèi)部結(jié)構(gòu)更加完整，從而提高了靈活性。因此，Ti3C2Tx（典型的 MXene）/CNT/PC (TCP) 薄膜能夠承受 1 V s- 1 的大掃描速率，并在 0.5 mA cm- 2下顯示出 364.8 mF cm- 2 的高面積比電容。 ?即使在 50 mA cm? 2 的高電流密度下仍保持在 80% 以上。此外，所制備的柔性準(zhǔn)固態(tài)超級電容器(SC)在29.8 μ W cm? 2下具有10.5 μ Wh cm? 2的較大區(qū)域能量密度。文章研究為MXene/PC薄膜在不犧牲導(dǎo)電性的情況下克服其柔韌性差的問題提供了一種有前景的方法，同時為開發(fā)具有大電荷存儲容量和高倍率性能的柔性sc鋪平了道路。 二、圖文導(dǎo)讀

圖1.真空輔助過濾制備Ti3C2Tx/CNT/PC薄膜的工藝路線。

圖2.Ti3C2Tx, TP和TCP薄膜的形貌表征:(a) Ti3C2Tx, TP和(b) TCP的結(jié)構(gòu)說明;(c) Ti3C2Tx， (d) TP和(e) TCP的SEM截面圖像;(f) TCP的HR-TEM圖像，(g)放大的晶格條紋，(h) PC的非晶態(tài)碳，(i) SAED圖案。

圖3.Ti3C2Tx、TC和TCP薄膜的物理化學(xué)表征:(a) XRD譜圖，(b)拉曼光譜，(c) N2吸附解吸等溫線，(d)基于DFT模型的孔徑分布，(e) XPS光譜和(f) Ti 2p光譜。

圖4.Ti3C2Tx、TC和TCP薄膜的電容性能：(a)不同掃描速率下TCP薄膜的CV譜圖；(b）基于GCD譜的速率能力；(c)Nyquist圖；(d)Ti3C2Tx和TCP薄膜中的離子輸運說明。三、全文總結(jié)

綜上所述，通過真空過濾成功制備了多孔、柔性、電化學(xué)活性的TCP膜。作為間隔劑，PC有效地分離了相鄰的Ti3C2Tx薄片，增加了Ti3C2Tx的離子可達(dá)表面積，并由于其宏觀/介孔結(jié)構(gòu)提供了豐富的多向快速離子擴(kuò)散通道。TCP膜具有理想的柔韌性和高導(dǎo)電性，這要歸功于碳納米管構(gòu)成的導(dǎo)電網(wǎng)。CNTs的交織不僅將PC緊密地固定在Ti3C2Tx上，通過增加Ti3C2Tx與PC之間的接觸面積，提高了電子傳遞效率，而且還橋接了水平相鄰的Ti3C2Tx薄片，使內(nèi)部結(jié)構(gòu)更加完整，增強(qiáng)了靈活性。因此，TCP膜可以承受1v s- 1的大掃描速率，在0.5 mA cm-2時表現(xiàn)出364.8 mF cm-2的大區(qū)域比電容，當(dāng)電流密度增加100倍時，該區(qū)域比電容仍保持在80%以上。受益于其電化學(xué)吸引力的特性，制造的具有凝膠電解質(zhì)的柔性 SC 在 0.1 mA cm?2 下表現(xiàn)出 212 mF cm?2 的大面積電容和在 29.8 μW cm?2 下 10.5 μWh cm?2 的大面積能量密度，具有 超過 75% 的出色倍率能力，同時功率密度增加約 100 倍。文章研究為Ti3C2Tx薄膜在不犧牲導(dǎo)電性和靈活性的情況下克服薄膜的自堆積現(xiàn)象提供了一種有前途的策略，同時為開發(fā)具有大電荷存儲容量和高速率能力的柔性sc鋪平了道路。文章鏈接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2021.132002

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