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MXene材料：制备、性质与储能应用
作者：徐斌 著
出版社：科学出版社
出版时间：2022-06-01
ISBN：9787030720672
定价：¥168.00
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内容简介
MXene材料发现于2011年，是继石墨烯之后*受关注的二维纳米材料之一，近年来发展迅速，已成为材料、能源、催化、环保、传感等诸多领域研究的前沿热点。《MXene材料：制备、性质与储能应用》系统地介绍了MXene材料的各种刻蚀和剥离方法，分析了MXene材料的组成、结构及其在电、磁、光、热、机械等方面的基本性质，重点梳理了MXene材料在超级电容器、锂/钠/钾离子电池、锂硫电池和水系锌离子电池等先进电化学储能体系中的应用方式和性能特点，并探讨了MXene材料作为多功能导电黏结剂在电极成型中的应用。《MXene材料：制备、性质与储能应用》汇集了国内外研究者在MXene材料及其电化学储能领域的*新研究成果，并结合作者的研究对其发展方向和趋势进行了分析和展望。《MXene材料：制备、性质与储能应用》共8章，包括MXene材料概述、MXene材料的制备、MXene材料的结构与性质、MXene在超级电容器中的应用、MXene在碱金属离子电池中的应用、MXene在锂硫电池中的应用、MXene在水系锌离子电池中的应用和MXene多功能导电黏结剂在电极成型中的应用。
作者简介
暂缺《MXene材料：制备、性质与储能应用》作者简介
目录
目录
序
前言
第1章 MXene材料概述 1
1.1 MXene材料简介 1
1.2 MXene材料的制备方法 4
1.3 MXene材料的性质 6
1.4 MXene材料的应用 8
1.4.1 MXene在储能领域的应用 9
1.4.2 MXene在催化领域的应用 11
1.4.3 MXene在传感领域的应用 12
1.4.4 MXene在电磁屏蔽领域的应用 13
1.4.5 MXene在吸附领域的应用 13
1.4.6 MXene在储氢领域的应用 14
1.4.7 MXene在生物医疗领域的应用 14
1.5 总结与展望 15
参考文献 15
第2章 MXene材料的制备 23
2.1 引言 23
2.2 含氟刻蚀法 25
2.2.1 HF刻蚀法 25
2.2.2 原位形成HF刻蚀法 29
2.2.3 含氟熔融盐刻蚀法 32
2.3 无氟刻蚀法 33
2.3.1 电化学刻蚀法 33
2.3.2 碱刻蚀法 34
2.3.3 路易斯酸熔融盐刻蚀法 35
2.3.4 其他无氟刻蚀法 39
2.4 多片层MXene的插层与剥离 42
2.4.1 有机物插层剥离 42
2.4.2 无机物插层剥离 43
2.4.3 机械剥离 44
2.5 MXene的规模制备 45
2.6 MXene的氧化机制和稳定存储 48
2.6.1 MXene的氧化机制 48
2.6.2 储存条件 49
2.6.3 抗氧化剂 51
2.6.4 其他方法 51
2.7 总结与展望 52
参考文献 53
第3章 MXene材料的结构与性质 60
3.1 结构 60
3.1.1 前驱体的结构 60
3.1.2 MXene的结构 65
3.2 性质 71
3.2.1 电学性质 71
3.2.2 磁学性质 76
3.2.3 机械性质 80
3.2.4 光学性质 83
3.2.5 其他性质 84
3.3 总结与展望 86
参考文献 87
第4章 MXene在超级电容器中的应用 92
4.1 引言 92
4.2 MXene用于超级电容器的优势 93
4.3 MXene作为超级电容器的电极材料 95
4.3.1 不同种类MXene的电容性能 96
4.3.2 结构和形貌调控 99
4.3.3 化学修饰 120
4.4 MXene基复合电极材料 124
4.4.1 MXene/金属化合物复合材料 125
4.4.2 MXene/导电聚合物复合材料 129
4.5 MXene在不同电解液中的电容储能机理 131
4.5.1 MXene在水系电解液中的储能机理 131
4.5.2 MXene在非水电解液中的储能机理 136
4.6 MXene基混合超级电容器 138
4.6.1 MXene基水系混合电容器 139
4.6.2 MXene基非水系混合电容器 141
4.7 MXene基柔性超级电容器 143
4.7.1 基于MXene膜电极的柔性超级电容器 144
4.7.2 基于MXene纤维电极的柔性超级电容器 146
4.8 MXene基微型超级电容器 149
4.8.1 切图法制备MXene基微型超级电容器 149
4.8.2 印刷法制备MXene基微型超级电容器 152
4.9 总结与展望 156
参考文献 158
第5章 MXene在碱金属离子电池中的应用 173
5.1 引言 173
5.2 碱金属离子电池简介 175
5.2.1 锂离子电池 175
5.2.2 钠/钾离子电池 178
5.3 MXene在碱金属离子电池中的应用 179
5.4 MXene直接用作碱金属离子电池负极材料 180
5.4.1 层间距调控 183
5.4.2 层间插入间隔物 186
5.4.3 构筑三维结构 189
5.4.4 其他 196
5.5 MXene基复合材料用于碱金属离子电池 196
5.5.1 MXene基复合材料的构筑方法 197
5.5.2 碱金属离子电池用MXene基复合材料 210
5.6 总结与展望 244
参考文献 245
第6章 MXene在锂硫电池中的应用 256
6.1 引言 256
6.2 锂硫电池简介 257
6.2.1 锂硫电池的工作原理 257
6.2.2 锂硫电池存在的问题 259
6.2.3 锂硫电池的研究进展 260
6.3 MXene在锂硫电池中的应用 266
6.4 MXene基材料用于锂硫电池 267
6.4.1 MXene基硫正极 267
6.4.2 MXene基锂硫电池中间层 285
6.4.3 MXene基金属锂负极 288
6.5 总结与展望 292
参考文献 293
第7章 MXene在水系锌离子电池中的应用 304
7.1 引言 304
7.2 水系锌离子电池简介 305
7.2.1 正极材料 305
7.2.2 负极材料 309
7.2.3 电解液 310
7.3 MXene在水系锌离子电池中的应用优势 311
7.4 MXene基材料用于水系锌离子电池 312
7.4.1 MXene基水系锌离子电池正极 312
7.4.2 MXene用于水系锌离子电池负极 319
7.4.3 MXene用于水系锌离子电池电解液 322
7.5 总结与展望 324
参考文献 325
第8章 MXene多功能导电黏结剂在电极成型中的应用 330
8.1 引言 330
8.2 MXene多功能导电黏结剂在超级电容器中的应用 331
8.3 MXene多功能导电黏结剂在二次电池中的应用 334
8.3.1 锂离子电池硅负极 334
8.3.2 钠/钾离子电池碳负极 336
8.3.3 钠离子电池金属化合物负极 339
8.3.4 锂硫电池硫正极 341
8.4 总结与展望 343
参考文献 344
序
前言
第1章 MXene材料概述 1
1.1 MXene材料简介 1
1.2 MXene材料的制备方法 4
1.3 MXene材料的性质 6
1.4 MXene材料的应用 8
1.4.1 MXene在储能领域的应用 9
1.4.2 MXene在催化领域的应用 11
1.4.3 MXene在传感领域的应用 12
1.4.4 MXene在电磁屏蔽领域的应用 13
1.4.5 MXene在吸附领域的应用 13
1.4.6 MXene在储氢领域的应用 14
1.4.7 MXene在生物医疗领域的应用 14
1.5 总结与展望 15
参考文献 15
第2章 MXene材料的制备 23
2.1 引言 23
2.2 含氟刻蚀法 25
2.2.1 HF刻蚀法 25
2.2.2 原位形成HF刻蚀法 29
2.2.3 含氟熔融盐刻蚀法 32
2.3 无氟刻蚀法 33
2.3.1 电化学刻蚀法 33
2.3.2 碱刻蚀法 34
2.3.3 路易斯酸熔融盐刻蚀法 35
2.3.4 其他无氟刻蚀法 39
2.4 多片层MXene的插层与剥离 42
2.4.1 有机物插层剥离 42
2.4.2 无机物插层剥离 43
2.4.3 机械剥离 44
2.5 MXene的规模制备 45
2.6 MXene的氧化机制和稳定存储 48
2.6.1 MXene的氧化机制 48
2.6.2 储存条件 49
2.6.3 抗氧化剂 51
2.6.4 其他方法 51
2.7 总结与展望 52
参考文献 53
第3章 MXene材料的结构与性质 60
3.1 结构 60
3.1.1 前驱体的结构 60
3.1.2 MXene的结构 65
3.2 性质 71
3.2.1 电学性质 71
3.2.2 磁学性质 76
3.2.3 机械性质 80
3.2.4 光学性质 83
3.2.5 其他性质 84
3.3 总结与展望 86
参考文献 87
第4章 MXene在超级电容器中的应用 92
4.1 引言 92
4.2 MXene用于超级电容器的优势 93
4.3 MXene作为超级电容器的电极材料 95
4.3.1 不同种类MXene的电容性能 96
4.3.2 结构和形貌调控 99
4.3.3 化学修饰 120
4.4 MXene基复合电极材料 124
4.4.1 MXene/金属化合物复合材料 125
4.4.2 MXene/导电聚合物复合材料 129
4.5 MXene在不同电解液中的电容储能机理 131
4.5.1 MXene在水系电解液中的储能机理 131
4.5.2 MXene在非水电解液中的储能机理 136
4.6 MXene基混合超级电容器 138
4.6.1 MXene基水系混合电容器 139
4.6.2 MXene基非水系混合电容器 141
4.7 MXene基柔性超级电容器 143
4.7.1 基于MXene膜电极的柔性超级电容器 144
4.7.2 基于MXene纤维电极的柔性超级电容器 146
4.8 MXene基微型超级电容器 149
4.8.1 切图法制备MXene基微型超级电容器 149
4.8.2 印刷法制备MXene基微型超级电容器 152
4.9 总结与展望 156
参考文献 158
第5章 MXene在碱金属离子电池中的应用 173
5.1 引言 173
5.2 碱金属离子电池简介 175
5.2.1 锂离子电池 175
5.2.2 钠/钾离子电池 178
5.3 MXene在碱金属离子电池中的应用 179
5.4 MXene直接用作碱金属离子电池负极材料 180
5.4.1 层间距调控 183
5.4.2 层间插入间隔物 186
5.4.3 构筑三维结构 189
5.4.4 其他 196
5.5 MXene基复合材料用于碱金属离子电池 196
5.5.1 MXene基复合材料的构筑方法 197
5.5.2 碱金属离子电池用MXene基复合材料 210
5.6 总结与展望 244
参考文献 245
第6章 MXene在锂硫电池中的应用 256
6.1 引言 256
6.2 锂硫电池简介 257
6.2.1 锂硫电池的工作原理 257
6.2.2 锂硫电池存在的问题 259
6.2.3 锂硫电池的研究进展 260
6.3 MXene在锂硫电池中的应用 266
6.4 MXene基材料用于锂硫电池 267
6.4.1 MXene基硫正极 267
6.4.2 MXene基锂硫电池中间层 285
6.4.3 MXene基金属锂负极 288
6.5 总结与展望 292
参考文献 293
第7章 MXene在水系锌离子电池中的应用 304
7.1 引言 304
7.2 水系锌离子电池简介 305
7.2.1 正极材料 305
7.2.2 负极材料 309
7.2.3 电解液 310
7.3 MXene在水系锌离子电池中的应用优势 311
7.4 MXene基材料用于水系锌离子电池 312
7.4.1 MXene基水系锌离子电池正极 312
7.4.2 MXene用于水系锌离子电池负极 319
7.4.3 MXene用于水系锌离子电池电解液 322
7.5 总结与展望 324
参考文献 325
第8章 MXene多功能导电黏结剂在电极成型中的应用 330
8.1 引言 330
8.2 MXene多功能导电黏结剂在超级电容器中的应用 331
8.3 MXene多功能导电黏结剂在二次电池中的应用 334
8.3.1 锂离子电池硅负极 334
8.3.2 钠/钾离子电池碳负极 336
8.3.3 钠离子电池金属化合物负极 339
8.3.4 锂硫电池硫正极 341
8.4 总结与展望 343
参考文献 344
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