单层Ti_(3)C_(2)T_(x)的合成和电化学行为及其电容脱盐应用

作     者：闵小波 刘繁松 王云燕 严艺琪 王海鹰 MIN Xiao-bo;LIU Fan-song;WANG Yun-yan;YAN Yi-qi;WANG Hai-ying

作者机构：School of Metallurgy and EnvironmentCentral South UniversityChangsha 410083China Chinese National Engineering Research Center for Control&Treatment of Heavy Metal PollutionChangsha 410083China Water Pollution Control Technology Key Lab of Hunan ProvinceChangsha 410083China 

出 版 物：《Journal of Central South University》 (中南大学学报（英文版）)

年 卷 期：2022年第29卷第2期

页      面：359-372页

核心收录：

学科分类：083002[工学-环境工程] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 081702[工学-化学工艺] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 0703[理学-化学] 

基　　金：Project(2018YFC1900300)supported by the National Key R&D Program of China Project(51825403)supported by the National Science Fund for Distinguished Young Scholars,China Project(2018SK2026)supported by the Key R&D Program of Hunan Province,China 

主　　题：单层Ti_(3)C_(2)T_(x) 电容脱盐 氯化钠 电吸附机制 MXene材料 

摘      要：MXene材料因其优异的电化学性能在环境处理领域受到广泛关注。其中Ti_(3)C_(2)T_(x)(T_(x)代表材料表面官能团如—O、—OH和—F)作为一种典型的MXene材料,其单层结构的化学物理特性较多层结构更优。因此,本文通过HF刻蚀MAX方法获得多层Ti_(3)C_(2)T_(x),再通过无水乙醇插层-剥离处理制备了单层Ti_(3)C_(2)T_(x)材料,并组装成单层Ti_(3)C_(2)T_(x)电极进行电容脱盐应用。单层Ti_(3)C_(2)T_(x)材料厚度为0.8 nm,比表面积为235.6 m^(2)/g。结果表明单层Ti_(3)C_(2)T_(x)电化学性能得到了明显的改善,质量比电容量由52.1 F/g提升至144.7 F/g。在1000 mg/L NaCl溶液中,电压为1.2 V的条件下,单层Ti_(3)C_(2)T_(x)对NaCl的吸附量为30.7 mg/g,该吸附过程可以采用Langmuir等温线和准二级动力学方程进行描述,推测电吸附机理可以表示为双电层上发生的单层吸附过程。此工作为MXene基材料处理废水提供思路。