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MXenes无氟碱腐蚀剥离合成及其低维衍生物的原位构筑机理与电化学性能研究
结题报告
批准号:
51972200
项目类别:
面上项目
资助金额:
60.0 万元
负责人:
朱建锋
依托单位:
学科分类:
无机非金属基复合材料
结题年份:
2023
批准年份:
2019
项目状态:
已结题
项目参与者:
朱建锋
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中文摘要
二维纳米MXenes材料因具有独特的结构在锂离子电池等储能领域具有广阔的应用前景,但如何实现其无氟绿色制备及高效复合改性已成为高性能MXenes复合材料亟待突破的瓶颈问题。本项目拟采用水热碱腐蚀剥离MAX合成MXenes,再水热处理MXenes使原位转变成TiO2(NW)/MXenes与Li4Ti5O12/MXenes三维网络结构复合材料。通过研究腐蚀液种类、含量、反应温度、时间等对MXenes、TiO2纳米线、Li4Ti5O12纳米片合成过程中物相组成与结构演变的影响,揭示碱腐蚀剥离合成MXenes及复合物中TiO2纤维及二维Li4Ti5O12低维衍生物的原位生长机制。研究MXenes负载TiO2纤维及Li4Ti5O12对电子及离子传输的影响,阐明对电化学性能的调控机制。项目的实施将为MXenes材料绿色制备及其复合改性提供新思路,为该类材料在电化学储能等领域的应用奠定坚实理论和实验基础。
英文摘要
Two-dimensional (2D) MXenes nanomaterials have broad application prospect in the fields of lithium ion battery and other energy storage devices due to their unique structure, but one urgent bottleneck problem of high performance MXenes-based composites is how to realize the fluorine-free green preparation and high-efficiency composite modification of MXenes. The project proposed to synthesize MXenes by the hydrothermal alkali-etching and exfoliation of MAX, and then in situ transform MXenes into TiO2(NW)/MXenes and Li4Ti5O12/MXenes three-dimensional network structure composites by hydrothermal treatment. By studying the effects of types and concentration of etching solutions, reaction temperature and time on the phase composition and microstructure evolution of MXenes, TiO2 nanowires and Li4Ti5O12 nanosheets, the synthesis mechanism of alkali-etching of MXenes and in-situ growth mechanism low-dimension derivatives such as TiO2 nanowires and two-dimensional Li4Ti5O12 in composites were revealed. The project also studied the effects of TiO2 nanowires and Li4Ti5O12 loaded on MXenes on electron and ion transport, and the regulation mechanism of that on electrochemical properties was clarified. The implementation of the project will provide a new method for the green preparation and composite modification of MXenes, and establish a steady basis in theory and experiment for the application in the field of electrochemical energy storage.
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI:10.1007/s42114-022-00417-2
发表时间:2022-01-12
期刊:ADVANCED COMPOSITES AND HYBRID MATERIALS
影响因子:20.1
作者:Guo, Jiang;Chen, Zhuoran;Guo, Zhanhu
通讯作者:Guo, Zhanhu
DOI:10.11896/cldb.20070174
发表时间:2022
期刊:材料导报
影响因子:--
作者:焦宇鸿;朱建锋;王芬
通讯作者:王芬
A facile strategy of polypyrrole nanospheres grown on Ti3C2-MXene nanosheets as advanced supercapacitor electrodes
在 Ti3C2-MXene 纳米片上生长聚吡咯纳米球作为先进超级电容器电极的简便策略
DOI:10.1016/j.jelechem.2020.114538
发表时间:2020-11
期刊:Journal of Electroanalytical Chemistry
影响因子:4.5
作者:Dan Wei;Wenling Wu;Jianfeng Zhu;Chengwei Wang;Chunhui Zhao;Lei Wang
通讯作者:Lei Wang
DOI:10.1016/j.electacta.2020.136543
发表时间:2020-09
期刊:Electrochimica Acta
影响因子:6.6
作者:Kang Li;Zhanwei Xu;Qianqian Liu;Zhi Li;Xiaoxian Wang;Jun Zhang;Jianfeng Zhu
通讯作者:Kang Li;Zhanwei Xu;Qianqian Liu;Zhi Li;Xiaoxian Wang;Jun Zhang;Jianfeng Zhu
DOI:10.1021/acsanm.0c00749
发表时间:2020-05-22
期刊:ACS APPLIED NANO MATERIALS
影响因子:5.9
作者:Hermawan, Angga;Zhang, Biao;Yin, Shu
通讯作者:Yin, Shu
原位合成高吸水性树脂内养护改性天然水硬性石灰灌浆材料研究
  • 批准号:
    52272020
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    54万元
  • 批准年份:
    2022
  • 负责人:
    朱建锋
  • 依托单位:
金属氧化物负载MXenes纳米复合材料的合成与改性研究
  • 批准号:
    51572158
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    64.0万元
  • 批准年份:
    2015
  • 负责人:
    朱建锋
  • 依托单位:
原位自生Al2O3及多元固溶同步改性钛铝碳材料及其协同效应分析
  • 批准号:
    51272145
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    80.0万元
  • 批准年份:
    2012
  • 负责人:
    朱建锋
  • 依托单位:
纳米层状/颗粒Tin+1AlCn/Al2O3复合材料的原位反应合成及机理研究
  • 批准号:
    51142009
  • 项目类别:
    专项基金项目
  • 资助金额:
    10.0万元
  • 批准年份:
    2011
  • 负责人:
    朱建锋
  • 依托单位:
TiN/Al2O3导电材料原位反应合成机理及其性能研究
  • 批准号:
    50802057
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    22.0万元
  • 批准年份:
    2008
  • 负责人:
    朱建锋
  • 依托单位:
国内基金
海外基金