MXene材料:制备、性质与储能应用

MXene材料发现于2011年，是继石墨烯之后最受关注的二维纳米材料之一，近年来发展迅速，已成为材料、能源、催化、环保、传感等诸多领域研究的前沿热点。本书系统地介绍了MXene材料的各种刻蚀和剥离方法，分析了MXene材料的组成、结构及其在电、磁、光、热、机械等方面的基本性质，重点梳理了MXene材料在超级电容器、锂/钠/钾离子电池、锂硫电池和水系锌离子电池等优选电化学储能体系中的应用方式和性能特点，并探讨了MXene材料作为多功能导电黏结剂在电极成型中的应用。本书汇集了国内外研究者在MXene材料及其电化学储能领域的近期新研究成果，并结合作者的研究对其发展方向和趋势进行了分析和展望。全书共8章，包括MXene材料概述、MXene材料的制备、MXene材料的结构与性质、MXene在超级电容器中的应用、MXene在碱金属离子电池中的应用、MXene在锂硫电池中的应用、MXene在水系锌离子电池中的应用和MXene多功能导电黏结剂在电极成型中的应用。本书深入浅出，适合从事纳米材料和储能技术研发的科研人员以及高等院校相关专业师生阅读和参考。

徐斌，北京化工大学教授、博士生导师，中国超级电容产业联盟副秘书长、材料电化学过程与技术北京市重点实验室副主任、Nano-Micro Letters编委，曾任国家863计划项目首席专家、第二届国际二维过渡金属碳化物（MXenes）学术研讨会大会主席。2006年博士毕业于北京理工大学（导师吴锋教授），2016～2017年在美国德雷塞尔大学访学。主要从事优选化学电源、碳基和二维MXene基能源材料的研究与开发。在Advanced Materials、Advanced Energy Materials、Advanced Functional Materials等国际重要学术期刊发表论文130余篇；以第一发明人申请国家发明专利40余件，已获授权22件；获省部级科技进步奖二等奖2项和全国优秀博士学位论文提名。

序
前言
第1章 MXene材料概述
1.1 MXene材料简介
1.2 MXene材料的制备方法
1.3 MXene材料的性质
1.4 MXene材料的应用
1.4.1 MXene在储能领域的应用
1.4.2 MXene在催化领域的应用
1.4.3 MXene在传感领域的应用
1.4.4 MXene在电磁屏蔽领域的应用
1.4.5 MXene在吸附领域的应用
1.4.6 MXene在储氢领域的应用
1.4.7 MXene在生物医疗领域的应用
1.5 总结与展望
参考文献
第2章 MXene材料的制备
2.1 引言
2.2 含氟刻蚀法
2.2.1 HF刻蚀法
2.2.2 原位形成HF刻蚀法
2.2.3 含氟熔融盐刻蚀法
2.3 无氟刻蚀法
2.3.1 电化学刻蚀法
2.3.2 碱刻蚀法
2.3.3 路易斯酸熔融盐刻蚀法
2.3.4 其他无氟刻蚀法
2.4 多片层MXene的插层与剥离
2.4.1 有机物插层剥离
2.4.2 无机物插层剥离
2.4.3 机械剥离
2.5 MXene的规模制备
2.6 MXene的氧化机制和稳定存储
2.6.1 MXene的氧化机制
2.6.2 储存条件
2.6.3 抗氧化剂
2.6.4 其他方法
2.7 总结与展望
参考文献
第3章 MXene材料的结构与性质
3.1 结构
3.1.1 前驱体的结构
3.1.2 MXene的结构
3.2 性质
3.2.1 电学性质
3.2.2 磁学性质
3.2.3 机械性质
3.2.4 光学性质
3.2.5 其他性质
3.3 总结与展望
参考文献
第4章 MXene在超级电容器中的应用
4.1 引言
4.2 MXene用于超级电容器的优势
4.3 MXene作为超级电容器的电极材料
4.3.1 不同种类MXene的电容性能
4.3.2 结构和形貌调控
4.3.3 化学修饰
4.4 MXene基复合电极材料
4.4.1 MXene/金属化合物复合材料
4.4.2 MXene/导电聚合物复合材料
4.5 MXene在不同电解液中的电容储能机理
4.5.1 MXene在水系电解液中的储能机理
4.5.2 MXene在非水电解液中的储能机理
4.6 MXene基混合超级电容器
4.6.1 MXene基水系混合电容器
4.6.2 MXene基非水系混合电容器
4.7 MXene基柔性超级电容器
4.7.1 基于MXene膜电极的柔性超级电容器
4.7.2 基于MXene纤维电极的柔性超级电容器
4.8 MXene基微型超级电容器
4.8.1 切图法制备MXene基微型超级电容器
4.8.2 印刷法制备MXene基微型超级电容器
4.9 总结与展望
参考文献
第5章 MXene在碱金属离子电池中的应用
5.1 引言
5.2 碱金属离子电池简介
5.2.1 锂离子电池
5.2.2 钠/钾离子电池
5.3 MXene在碱金属离子电池中的应用
5.4 MXene直接用作碱金属离子电池负极材料
5.4.1 层间距调控
5.4.2 层间插入间隔物
5.4.3 构筑三维结构
5.4.4 其他
5.5 MXene基复合材料用于碱金属离子电池
5.5.1 MXene基复合材料的构筑方法
5.5.2 碱金属离子电池用MXene基复合材料
5.6 总结与展望
参考文献
第6章 MXene在锂硫电池中的应用
6.1 引言
6.2 锂硫电池简介
6.2.1 锂硫电池的工作原理
6.2.2 锂硫电池存在的问题
6.2.3 锂硫电池的研究进展
6.3 MXene在锂硫电池中的应用
6.4 MXene基材料用于锂硫电池
……