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WCx/Ti3C2Tx复合膜制备及其电化学性能OA

Fabrication and Electrochemical Properties of WCx/Ti3C2Tx Composite Membranes

中文摘要英文摘要

Ti3C2Tx是一种典型的二维过渡金属碳氮化物(MXene),碳化钨是一种具有电化学催化活性的典型过渡金属碳化物,二者均在电化学储能领域具有潜力.本研究采用盐诱导自组装真空抽滤技术制备出多孔Ti3C2Tx自支撑膜,采用磁控溅射方法在其上沉积WC,薄膜,通过调节沉积时间控制碳化钨在基底上的负载量.WCx/Ti3C2Tx复合膜作为柔性电极材料,应用于超级电容器,表现出良好的电化学性能:1 M H2SO4在1 A·g-1电流密度下,复合膜的体积比电容为798 F·cm-3;在5 A·g-1的高电流密度,经5000次电化学循环后,比容量保持率在95.8%以上.本研究为碳化钨和MXene基柔性电极材料设计及其在超级电容器等电化学储能中的应用提供了新的策略和方案.

Ti3C2Tx is a typical two-dimensional transition metal carbonitride(MXene),while tungsten carbide is a typical transition metal carbide with electrochemical catalytic activity.They both have potential in the field of electrochemical energy storage.In this article,porous Ti3C2Tx self-supporting membranes were prepared by a salt-induced self-assembly vacuum filtration technology,on which WCx thin films were deposited by magnetron sputtering.By adjusting the deposition time,the loading amount of tungsten carbide on the substrate could be accurately controlled.WCx/Ti3C2Tx membranes,as flexible electrodes,have been applied to supercapacitors,exhibiting excellent electrochemical performance:in the 1 M H2SO4 electrolyte,the volume specific capacitance was 798 F·cm-3 at a current density of 1 A·g-1.The specific capacity retention rate was above 95.8%after 5000 cycles at a high current density of 5 A·g-1.This study could provide a new strategy for the design of tungsten carbide and MXene based flexible electrodes for applications in electrochemical energy storage such as supercapacitors.

胡睿;李文丽;郭伟波;黄椿;李爱林;吕建国

浙江大学材料科学与工程学院,硅及先进半导体材料国家重点实验室,浙江 杭州 310058浙江大学材料科学与工程学院,硅及先进半导体材料国家重点实验室,浙江 杭州 310058浙江恒成硬质合金有限公司,浙江 东阳 322100浙江恒成硬质合金有限公司,浙江 东阳 322100浙江恒成硬质合金有限公司,浙江 东阳 322100浙江大学材料科学与工程学院,硅及先进半导体材料国家重点实验室,浙江 杭州 310058

化学化工

MXene碳化钨复合膜磁控溅射超级电容器电化学性能

MXeneTungsten carbideComposite membraneMagnetron sputteringSupercapacitorElectrochemical performance

《材料科学与工程学报》 2026 (1)

11-17,42,8

浙江省"尖兵""领雁"研发攻关计划项目(2024C01155)国家自然科学基金项目(U1530123)

10.14136/j.cnki.issn1673-2812.2026.01.002

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