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編輯推薦: |
本书为读者全面介绍了二维MXenes材料、超级电容器、锂离子电池,以及提升二维Ti3C2纳米材料电化学性能改性方法等有关的信息。
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內容簡介: |
本书对近年来备受关注的一种新型层状材料MXenes的制备、改性(包括剥离、金属氧化物负载、导电聚合物负载以及杂原子掺杂)及其电化学能量存储性能等方面进行了较为系统的研究。全书共分为13章,第1章为绪论,概述了二维MXenes纳米材料的制备和发展、电极材料的改性方法以及电化学性能的表征手段; 第2章介绍了剥离对MXenes电化学性能的影响; 第3~9章分别介绍了TiO2、MnO2、MoO3、SnO2等金属氧化物负载改性方法及其相应纳米复合材料的电化学性能; 第10章介绍了导电聚合物PANI负载改性方法; 第11章和12章分别介绍了N掺杂以及NS共掺杂改性方法及其对MXenes电化学性能的影响; 第13章是不同改性方法的对比与展望。本书为朱建锋教授团队近年来在MXenes纳米材料的改性及储能应用方面的科研成果总结。 本书可供二维层状材料以及电化学能量存储等相关行业从事研究和生产的人员和高等院校的师生参阅。
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關於作者: |
朱建锋,陕西科技大学教授,博士研究生导师,陕西省中青年科技领军人才,材料学方向学术带头人。主要从事传统陶瓷、结构材料、功能复合材料制备、二维MXenes材料的储能应用等方面的教学与科研工作。
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目錄:
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第1章绪论
1.1引言
1.2二维MXenes纳米材料
1.2.1二维MXenes纳米材料简介
1.2.2二维MXenes纳米材料合成
1.3二维层状材料的改性方法
1.3.1液相剥离法
1.3.2金属氧化物负载法
1.3.3导电聚合物负载法
1.3.4杂原子掺杂法
1.4二维MXenes纳米材料的应用
1.4.1二维MXenes纳米材料的储能应用
1.4.2二维MXenes纳米材料的其他应用
1.5电极材料的电化学表征和测试体系
1.5.1电化学表征
1.5.2电化学测试体系
1.6电极材料的储能机理
第2章不同形貌Ti3C2的制备及其电化学性能研究
2.1引言
2.2实验方案
2.2.1实验原料与仪器
2.2.2Ti3C2电极材料的合成
2.2.3Ti3C2电极的制备及电化学测试
2.2.4测试与表征
2.3结果与讨论
2.3.1形貌分析
2.3.2物相分析
2.3.3比表面积及孔径分布分析
2.3.4表面结构及元素分析
2.3.5电化学性能分析
2.4小结
第3章TiO2负载Ti3C2纳米复合材料的制备及其电化学性能
研究
3.1引言
3.2实验方案
3.2.1实验原料与仪器
3.2.2TiO2Ti3C2纳米复合材料的合成
3.2.3TiO2Ti3C2电极的制备及电化学测试
3.2.4测试与表征
3.3结果与讨论
3.3.1形貌分析
3.3.2物相及结构分析
3.3.3比表面积及孔径分布分析
3.3.4表面结构及元素分析
3.3.5电化学性能分析
3.4小结
第4章MnO2负载Ti3C2纳米复合材料的制备及其电化学性能
研究
4.1引言
4.2实验方案
4.2.1实验原料与仪器
4.2.2MnO2Ti3C2纳米粉体的合成
4.2.3MnO2Ti3C2电极的制备及电化学测试
4.2.4测试与表征
4.3结果与讨论
4.3.1形貌分析
4.3.2物相分析
4.3.3表面结构分析
4.3.4电化学性能分析
4.4小结
第5章MoO3负载Ti3C2Tx纳米复合材料的制备及其电化学性能
研究
5.1引言
5.2实验方案
5.2.1实验原料与仪器
5.2.2MoO3Ti3C2Tx纳米复合材料的合成
5.3MoO3Ti3C2Tx复合材料的相组成及形貌分析
5.3.1相组成分析
5.3.2微观形貌分析
5.3.3比表面积分析
5.4电化学性能测试
5.4.1循环伏安测试
5.4.2恒流充放电测试
5.4.3不同含量MoO3Ti3C2Tx复合材料的
电化学性能测试
5.4.4电化学阻抗测试
5.4.5电化学循环测试
5.5小结
第6章MoO3TiO2Ti3C2Tx纳米复合材料的制备及其电化学性能
研究
6.1引言
6.2实验方案
6.2.1实验原料与仪器
6.2.2MoO3TiO2Ti3C2Tx纳米粉体的制备
6.3MoO3TiO2Ti3C2Tx物相组成及微观形貌表征
6.3.1MoO3TiO2Ti3C2Tx物相组成分析
6.3.2MoO3TiO2Ti3C2Tx的形貌分析
6.4MoO3TiO2Ti3C2Tx的电化学性能分析
6.4.1循环伏安测试分析
6.4.2恒流充放电分析
6.4.3交流阻抗分析
6.4.4循环性能分析
6.5小结
第7章SnO2Ti3C2的制备及其电化学性能研究
7.1引言
7.2实验方案
7.2.1实验原料与仪器
7.2.2SnO2Ti3C2材料的制备
7.3SnO2Ti3C2物相组成及微观形貌表征
7.3.1SnO2Ti3C2纳米复合材料示意图
7.3.2SnO2Ti3C2纳米复合材料X射线衍射分析
7.3.3SnO2Ti3C2纳米复合材料的比表面积图谱分析
7.4SnO2Ti3C2纳米复合材料电化学性能分析
7.5小结
第8章CSnO2Ti3C2纳米复合材料的制备及其电化学性能研究
8.1引言
8.2实验方案
8.2.1实验原料与仪器
8.2.2CSnO2Ti3C2纳米复合材料的制备
8.3CSnO2Ti3C2物相组成及微观形貌表征
8.3.1CSnO2Ti3C2纳米复合材料示意图
8.3.2CSnO2Ti3C2复合材料的X射线衍射分析
8.3.3CSnO2Ti3C2复合材料微观形貌分析
8.4CSnO2Ti3C2纳米复合材料的电化学性能测试
8.5小结
第9章棒状SnO2 Ti3C2的制备及其电化学性能研究
9.1引言
9.2实验方案
9.2.1实验原料与仪器
9.2.2棒状SnO2Ti3C2纳米复合材料制备过程
9.3棒状SnO2Ti3C2纳米复合材料物相组成及微观形貌表征
9.3.1棒状SnO2Ti3C2纳米复合材料X射线衍射分析
9.3.2棒状SnO2Ti3C2纳米复合材料扫描电子显微分析
9.3.3棒状SnO2Ti3C2纳米复合材料透射电子显微分析
9.4棒状SnO2Ti3C2纳米复合材料电化学性能分析
9.5小结
第10章PANI@TiO2Ti3C2Tx的制备及其电化学性能研究
10.1引言
10.2实验方案
10.2.1实验原料与仪器
10.2.2PANI@TiO2Ti3C2Tx复合材料粉体的制备
10.3PANI@TiO2Ti3C2Tx三元复合材料的物相分析
10.3.1X射线衍射分析
10.3.2光电子能谱分析
10.3.3比表面积及孔径分布分析
10.3.4微观形貌分析
10.4PANI@TiO2Ti3C2Tx三元复合材料的电化学性能分析
10.4.1循环伏安分析
10.4.2恒流充放电分析
10.4.3交流阻抗分析
10.4.4循环性能分析
10.5小结
第11章N掺杂改性Ti3C2纳米材料的制备及其电化学性能研究
11.1引言
11.2实验方案
11.2.1实验原料与仪器
11.2.2NTi3C2纳米粉体的合成
11.2.3NTi3C2电极的制备及电化学测试
11.2.4测试与表征
11.3结果与讨论
11.3.1形貌分析
11.3.2物相分析
11.3.3表面结构分析
11.3.4电化学性能分析
11.4小结
第12章NS共掺杂改性Ti3C2纳米材料的制备及其电化学性能
研究
12.1引言
12.2实验方案
12.2.1实验原料与仪器
12.2.2NSTi3C2纳米粉体的合成
12.2.3NSTi3C2电极的制备及电化学测试
12.2.4测试与表征
12.3结果与讨论
12.3.1形貌分析
12.3.2物相分析
12.3.3比表面积及孔结构分析
12.3.4表面结构分析
12.3.5电极导电性和润湿性分析
12.3.6电化学性能分析
12.4小结
第13章总结与展望
13.1总结
13.2展望
参考文献
发表的相关学术论文及专利成果
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內容試閱:
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二维纳米材料因其具有高比表面积可提供高的双电层电容、反应平面,边角可提供赝电容,可通过负载或者表面官能团改性提供额外的反应位点提高比容量,片层之间的二维通道可提供快速的离子扩散速度以及柔性等特性,使其在电化学能量存储和转换方面引起了人们极大的关注。
近几年,MXenes作为一种新型的二维层状材料,因其独特的层状结构、亲水性、电子电导、化学稳定性好,以及不同电解质离子插层等特点,自2011年发展至今受到了科研工作者的极大关注,特别是Ti3C2作为MXenes家族中被研究最深的一员,在电化学电容器和锂离子电池上均展现出了极广泛的应用前景。然而与碳材料相比,其相对较弱的导电性、较小的比表面积以及片层之间容易堆积和叠层,使得其电化学性能大大降低。
针对上述问题,本书分别介绍了通过不同的改性方法,如剥离、金属氧化物负载、导电聚合物负载,以及通过杂原子掺杂对二维手风琴状的Ti3C2纳米材料进行改性,以进一步提高Ti3C2纳米材料的电化学性能。通过对Ti3C2基纳米复合材料的表征以及电化学机理的分析,可以加深对Ti3C2的理解,同时可为进一步制备出具有高电化学性能的Ti3C2基电极材料奠定坚实的理论和实验基础。
本书共分为13章,第1章介绍了二维MXenes纳米材料、电极材料的改性方法及其电化学表征技术; 第2章介绍了剥离改性MXenes材料; 第3~9章分别介绍了TiO2、MnO2、MoO3、SnO2等金属氧化物负载改性方法; 第10章介绍了导电聚合物聚苯胺(PANI)负载改性方法; 第11章和12章分别介绍了N掺杂以及NS共掺杂改性方法; 第13章是不同改性方法的对比与展望。本书为朱建锋教授团队近年来在MXenes纳米材料的改性及其储能应用方面的科研成果总结。全书由朱建锋统稿,其中,第1章及13章由朱建锋撰写; 第2~4章及11章由汤祎撰写; 第5~7章由鹿萧撰写; 第8~10章由王子婧和王芬撰写; 第12章由杨晨辉撰写。在此感谢他们贡献自己宝贵的时间用于撰写相应的章节,对于他们的帮助我们致以诚挚的感谢。
在本书出版之际,我们要特别感谢清华大学出版社的编辑们,他们为保证本书的质量和顺利出版付出了艰辛的劳动,在此一并致谢。
由于编者学识和经验所限,书中的疏漏和错误在所难免,敬请读者批评指正,不胜感激。
朱建锋汤祎
2017年5月
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