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一、文章概述

3D打印是一種制造技術(shù)，可用于生產(chǎn)具有定制形狀和減少材料浪費(fèi)的電化學(xué)電容器。然而，目前商業(yè)化的碳添加劑燈絲的范圍有限，導(dǎo)致3d打印電極由于其熱塑性含量高而電容性能較差。文章提出了一種提高3d打印電極電化學(xué)性能的新方法，該方法基于電極的電化學(xué)活化和MXene功能化。原型MXene Ti3C2被用來修飾3d打印電極表面;已經(jīng)證明，它提高電極的電容幾乎三倍。這些發(fā)現(xiàn)為提高3d打印電化學(xué)電容器的性能提供了新的途徑，并為進(jìn)一步發(fā)展其他電化學(xué)應(yīng)用鋪平了道路。

二、圖文導(dǎo)讀

圖1.Ti3C2@3DnCE的制備。(a)說明使用FFF制備3d打印納米碳電極，以及隨后通過電化學(xué)活化和MXene功能化對其進(jìn)行修飾。(b) Ti3C2@3DnCE在2m H2SO4中的電容增強(qiáng)。

圖2.(a) Ti3C2@3DnCE的SEM圖像和(b) EDS分析，顯示了Ti3C2對3DnCE的修飾。(c) Ti3C2@3DnCE的XPS，顯示Ti 2p的存在。(d) Ti3C2@3DnCE的拉曼光譜，主要表現(xiàn)為納米碳帶。

圖 3. Ti3C2@3DnCE 在 [Fe(CN)6]4 /3≡ 中在 0.1 M KCl 電解液中的電化學(xué)活性。(a) Ti3C2@3DnCE 在 25 mV s 1 時的 CV；(b) 3DnCE 和 (c) Ti3C2@3DnCE 在 0.2 V 下從 100 kHz 到 100 mHz 的 EIS。

圖4.電化電容器Ti3C2@3DnCE在2 M H2SO4三電極池中的電化學(xué)特性。(a)不同掃描速率下的cv和(b) Ti3C2@3DnCE的電容電流貢獻(xiàn)分析。(c)不同電流下的恒電流充放電循環(huán)和(d)導(dǎo)出的速率能力。(e)Nyquist圖，顯示測量數(shù)據(jù)（用點(diǎn)表示）和擬合數(shù)據(jù)（連續(xù)線）和(f)Ti3C2@3DnCE的衍生Bode圖。

三、全文總結(jié)

在這項工作中，3d打印的納米碳電極使用Ti3C2進(jìn)行了表面修飾。這是通過電化學(xué)活化3DnCE材料和隨后的Ti3C2功能化實(shí)現(xiàn)的。利用SEM、EDS、XPS和拉曼光譜對Ti3C2@3DnCEs進(jìn)行了綜合表征，確定了產(chǎn)物的組成和材料結(jié)構(gòu)。Ti3C2@3DnCEs隨后作為電化學(xué)電容器進(jìn)行了測試，發(fā)現(xiàn)與裸3DnCEs相比，它具有更好的電容。這是由于MXene材料的能力進(jìn)行擴(kuò)散控制氧化還原過程與表面電容過程。MXene材料改善了石墨烯的相互連接，也帶來了改善。因此，有可能通過MXene功能化獲得先進(jìn)的3d打印電化學(xué)電容器。這項工作為3DnCE的功能化在電化學(xué)應(yīng)用中開辟了新的機(jī)會。

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