高性能纳米结构化 rGO/MXene 薄膜：高导电性的协同设计

• 以低 MXene 含量增强电导率 • 广泛且非传统的热还原窗口 • 用于储能应用的高性能材料 可再生能源的固有间歇性要求开发高效的储能系统。对于这些应用，高电导率是关键材料要求。二维 (2D) 纳米材料—如石墨烯和 MXenes—因其优异的电荷传输特性而成为领先候选材料。还原氧化石墨烯（rGO）提供了一种成本效益高的替代品，但其固有的结构缺陷常常影响其电气性能。为了解决这一限制，可以添加 MXenes，特别是 Ti₃C₂Tₓ，以增强 rGO 基复合材料的导电性。在本研究中，通过简单的铸造技术制造了 GO/Ti₃C₂Tₓ 混合薄膜，采用两种不同的 MXene 含量（5 wt% 和 50 wt%）以评估其对材料性能的影响。薄膜在氮气氛围中于三种不同温度（350°C、500°C 和 700°C）进行热还原。这种方法为在高温处理下 rGO/MXene 混合物的界面稳定性和电气性能提供了新的见解。SEM、XRD、XPS 和拉曼光谱数据验证了 Ti 3 C 2 T X 和 rGO 成功地融合在薄膜的结构中。电导率测量（四点探针）显示出显著改善：在仅 5 wt% 的 MXene 下提升了约 ∼31%，在 50 wt% 的 MXene 下提升了约 ∼59.4%。与其他基于碳的复合材料相比，rGO/Ti 3 C 2 T x 薄膜表现出卓越的导电性，这对于储能系统是一个关键优势。尤其在低 MXene 含量（5 wt%）下的显著改善尤为有利，因为它可以帮助弥补 MXenes 的关键限制：低产量。