在目前的工作中 ， 我们报告了一维中空 Ti3C2TXMXene/碳(MX/C)纳米纤维作为LIB的有效负极材料 。 MX/C纳米纤维是通过静电纺丝制备的 ， 它利用聚合物链和电极之间的静电力 ， 为制造柔性和独立电极提供了一种简便有效的方法 。 随后对MX/C膜进行碳化以形成中空结构并去除MXene表面上的低效端基（-F ， -OH） 。 具有定制表面终止和增加的比表面积的中空MX/C纳米纤维在无粘合剂LIB中显示出改善的电化学性能 。
结果和讨论
在选择性蚀刻Ti3AlC2中的Al后获得Ti3C2TX MXene溶液 ， 然后进行3.5小时的探针超声处理 ， 所得的平均薄片尺寸为340 nm的 Ti3C2TX MXene用于本工作的后续实验（图S1） 。 方案1说明了用于制造中空MX/C纳米纤维的程序 。 双喷嘴系统用于形成聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)核和MXene/聚丙烯腈(PAN)壳结构 。 PMMA溶液被电纺在铝箔上 ， 同时MXene/PAN溶液通过注射器的外表面注入以产生核壳纳米纤维 。 电纺MXene/PAN/PMMA纳米纤维在280 °C下稳定 ， 然后在800 °C下碳化1小时 。 由于PMMA在400 °C下分解 ， 因此碳化过程会产生中空结构（图S2） 。 在下文中 ， 通过在800 °C下碳化电纺MXene/聚合物（MX/聚合物）纤维制备的中空纤维被称为“MX/C纤维” 。
方案一

【纳米纤维|空心 Ti3C2 MXene/碳纳米纤维作为锂离子电池的先进负极材料】

用于制造中空MXene/碳纳米纤维的工艺示意图 。
MX/聚合物纳米纤维是由不同MXene浓度范围从0 wt%到17 wt%和固定聚合物含量为8 wt%的溶液电纺的 。 图1a、1b和1c分别显示了使用0 wt%、10 wt%和17 wt% MXene制备的低分辨率扫描电子显微镜(SEM)图像 ， 以及使用0 wt%制备的高分辨率SEM图像%、10 wt%和17 wt% MXene分别显示在图1d、1e和1f中 。 样品的透射电子显微镜(TEM)图像如图S3所示 。 随着MXene比例的增加 ， 薄膜的导电性增加（图S4） ， 纤维变粗 ， 在表面形成皱纹特征 ， 这意味着化学反应的活性面积增加 。 中空MX/C纳米纤维的场发射扫描电子显微镜(FESEM)图像如图1g所示 。 在横截面图像（图1g中的插图）中 ， 空核的直径约为400 nm ， 壳的外径约为600nm 。 因此 ， 在800 °C的热退火处理后 ， 中空MX/C纳米纤维的比表面积增加了约1.6倍 。 同样 ， 在图2e的BET数据中 ， 证实比表面积从65.5 m2 g-1增加到108.1 m2g-1 ， 增加了1.6倍 。 此外 ， EDS分析显示 ， 未观察到许多阻碍Li+传输并降低Li存储容量的-F官能团 ， 而固有元素Ti、C和O在热退火过程后保留（图1h） 。
图1



纺丝溶液中不同浓度的MXene制备的MXene/聚合物纳米纤维的扫描电子显微镜(SEM)图像 。 使用含a) 0 wt%、b) 10wt%和c) 17 wt% MXene的溶液制备的样品的低分辨率图像 ， 以及使用含d) 0 wt%、e) 10的溶液制备的样品的高分辨率图像 重量％ ， 和f) 17重量％的MXene 。 g)碳化后MXene/碳纳米纤维的场发射SEM图像（插图：空心MXene/碳纳米纤维的横截面图） ， 以及h)能量色散X射线光谱图 ， 显示了F、C、O的分布 ，和Ti在对应于图像(g)的区域中 。
图2



a) MX/聚合物纳米纤维和中空MX/C纳米纤维的XPS测量扫描 。 b)显示MX/C纳米纤维的Ti 2p区域的高分辨率XPS光谱 。 c)原始MXene薄膜、MX/C纳米纤维和氧化MXene的拉曼光谱 。 d) Ti3AlC2 MAX、MXene薄膜、MX/聚合物纳米纤维和MX/C纳米纤维的XRD图 。 e) N2吸附和解吸等温线和f) MX/C纳米纤维、碳纤维和MXene薄膜的孔径分布 ， 使用BET方法测量 。
进行X射线光电子能谱（XPS）以研究碳化后-F端基的变化（图2a） 。 高分辨率XPS光谱的Ti 2p区域（图2b）显示 Ti3C2TX结构在碳化过程后保持完整 。 原始MXene薄膜、MX/C纳米纤维和氧化的Ti3C2 MXene的拉曼光谱如图2c所示 。 原始MXene的拉曼光谱显示了 Ti3C2TX结构在100–800 cm-1波数范围内的面内(Eg)和面外(A1g)振动 。 在MX/C纳米纤维的光谱中 ， TX区域（150-500 cm-1）的面内振动仍然存在 ， 并向光谱中更大的波数移动 。 该结果与之前在N2气氛下在800 °C下退火的 Ti3C2TX热稳定性的研究结果一致 ， 表明 Ti3C2片材是稳定的 ， 并且退火后表面的-F和-OH官能团数量减少 。

稿源：(未知)

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标题：纳米纤维|空心 Ti3C2 MXene/碳纳米纤维作为锂离子电池的先进负极材料( 二 )