北京林业大学《IECR》：柔性N掺杂碳纳米管/MXene/PAN纳米复合薄膜的制备及改进电化学性能

1成果简介 

柔性超级电容器由于优异的电化学性能和机械柔韧性，在电子领域显示出更广阔的应用前景。然而，受电极结构稳定性的阻碍，扩大其应用仍然具有挑战性。北京林业大学马明国教授团队在《INDUSTRIAL & ENGINEERING CHEMISTRY RESEARCH》期刊发表名为“eparation of Flexible N-Doped Carbon Nanotube/MXene/PAN Nanocomposite Films with Improved Electrochemical Properties”的论文，研究通过真空过滤和静电纺丝方法制备氮掺杂碳纳米管（N-CNT）/Ti3C2Tx（MXene）/聚丙烯腈（PAN）纳米复合薄膜作为超级电容器的电极。

 碳纳米管 (N-CNT) 与 2D MXene 纳米片混合在电纺 PAN 纳米纤维薄膜基材上。N-CNTs在提高复合电极的比电容和循环稳定性方面发挥了至关重要的作用。N-CNT/MXene/PAN 复合膜电极在 5 mV s –1 时具有 669.27 mF cm –2的高比电容。此外，它显示出循环稳定性，在 4000 次循环后保留率为 90.9%。从这项研究中，我们希望高性能的 N-CNT/MXene/PAN 纳米复合膜电极能够为未来柔性储能器件的发展拓宽思路。

2图文导读  

图1. N-CNT/MXene/PAN 纳米复合薄膜的制备示意图。

图2. (a) 纯PAN和(b)m-Ti3C2Tx 的SEM 图像。(c1) d-Ti3C2Tx的TEM 图像。(c2)N-CNTs/d-Ti3C2Tx的TEM 图像。(d) N-CNTs/MXene/PAN的SEM图像。(e) N-CNT的C和N的EDS元素映射。（ f ）（I）CNT和（II）N-CNT的照片

图3. N-CNT/MXene/PAN 复合薄膜XPS 光谱。

图4. (a) (I) PAN 薄膜和 (II) 滤纸的应力-应变曲线。

(b/c) NMP-1 的照片以显示其灵活性。

(d) (e)N-CNT、d-Ti 3 C 2 T x和 NMP-2 的FTIR 光谱和XRD图。

(f) NMP-0、NMP-1、NMP-2 和 NMP-3 的拉曼光谱。

图5. (a) NMP-0、NMP-1、NMP-2 和 NMP-3 电极的 GCD 曲线。(b) NMP-0、NMP-1、NMP-2 和 NMP-3 的 EIS 测量。(c) 比电容与扫描速率图像。(d) 比质量电容与扫描速率图像。

图6. (a) NMP-2 电极在不同弯曲角度的示意图。(b) NMP-2 电极在不同弯曲角度下的 CV 曲线。NMP-2 在 (c) 90° 和 (d) 180° 弯曲角度下的循环稳定性

3小结 

总之，通过真空过滤和静电纺丝方法成功制备了高性能的无粘合剂N-CNT/MXene/PAN复合膜电极。真空过滤和静电纺丝方法是制造下一代柔性可穿戴电子设备的有希望的策略。

文献：

https://doi.org/10.1021/acs.iecr.1c03182

▼往期精彩回顾▼华中科技大学《JMCC》：基于碳纤维织物的自供电磁电触觉传感器，用于软体机器人的传感，具有耐酸性/碱性环境
安徽师范大学《ACS AEM》：新型甜甜圈状石墨烯量子点修饰复合材料，用于高性能锂硫电池
河南师范大学《J ENERGY STORAGE》：金银花衍生的分级多孔碳与离子液体电解质匹配用于高能超级电容器

---

来源：文章来自IECR 网站，由材料分析与应用整理编辑。

长按，识别图中二维码，点击关注

版权与免责声明：

① 凡本网注明"材料分析与应用"的所有作品，版权均属于材料分析与应用，未经本网授权不得转载、摘编或利用其它方式使用。已获本网授权的作品，应在授权范围内使用，并注明"来源：材料分析与应用"。违者本网将追究相关法律责任。

② 本网凡注明"来源：xxx（非本网）"的作品，均转载自其它媒体，转载目的在于传递更多信息，并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责，且不承担此类作品侵权行为的直接责任及连带责任。如其他媒体、网站或个人从本网下载使用，必须保留本网注明的"稿件来源"，并自负版权等法律责任。

③ 如涉及作品内容、版权等问题，请在作品发表之日起三日内与本网联系，否则视为放弃相关权利。