Ti電極
關注創建者：C乘風破浪 創建時間：2022-06-20
Ti電極的實例教程
Ti電極電鍍數值仿真 ￥800
<p>本案例基于COMSOL軟件中的三次電流模塊以及變形幾何模塊，模擬了Ti電極電鍍的過程，建立的模型如圖1所示。仿真結果如圖2所示。</p><p><img src="https://img.jishulink.com/202206/imgs/26677e6a48c0441ebe5ad62df9c1b727.png" alt="1.png"></p><p class="ql-align-center"><strong>圖1 幾何模型</strong></p><p><img src="https://img.jishulink.com/202206/imgs/6f92876353a24d918192431552d99154.gif" alt="Untitled-電解質濃度變化.gif"></p><p class="ql-align-center"><strong>電解質濃度變化</strong></p><p><img src="https://img.jishulink.com/202206/imgs/932f544f4bff4962ad653f0d4216d141.gif" alt="Untitled-電極沉積厚度變化.gif"></p><p class="ql-align-center"><strong>Ti陰極沉積厚度變化</strong></p><p>感興趣的朋友可下載模型源文件，歡迎合作交流</p><p><br></p><p><br></p>
展開 多孔Ti3C2Tx-CDI器件的電吸附特性: (A) 不同NaCl濃度中，多孔Ti3C2Tx-CDI器件以及
Ti3C2Tx-CDI器件和活性炭-CDI器件的電吸附容量曲線（NaCl濃度的從100 mg/L至1萬mg/L）。(B) 500 mg / L
的NaCl濃度中，多孔Ti3C2Tx-CDI器件以及 Ti3C2Tx-CDI器件和活性炭-CDI器件的電吸附容量曲線。(C) 500 mg / L
的NaCl濃度中，多孔電極多孔Ti3C2Tx-CDI器件的電吸附和脫附循環曲線。(D) 500mg /L
NaCl溶液中，多孔Ti3C2Tx-CDI器件在不同工作電壓下的電吸附容量變化。
為了利用MXenes的良好性能作為電極材料，需要確保電極材料有一個較大的的比表面積以達到最大的電容吸附和離子傳輸。然而由于范德瓦爾斯在層間的作用力，使得被剝離的MXne薄片容易重新堆疊，比表面積減小，研究人員巧妙的采用氯仿作為置換分子，使氯仿溶劑分子進入到MXene薄片中置換層級的直徑較小的離子，并進一步的擴大層間距，而后通過低溫真空冷凍干燥技術，除去溶劑分子，制備褶皺狀的三維的氣凝膠狀多孔MXene材料。
以氣凝膠狀多孔MXene為載體的超級電容器器件顯示出了極高的電容比容量（410 F/cm3
)，與此同時，在相同濃度的鹽水中，多孔MXene-CDI器件的電容吸附容量發揮是傳統活性炭-CDI器件的12.8倍之多。此外，多孔電極結構的設計有效的提高了離子傳輸性能，可在較短的時間內達到了最大的電吸附容量。
【小結】
多孔MXene-CDI器件的成功開發，有效的解決了傳統CDI器件在高鹽濃度下，吸附效率低的科學難題，使得電容吸附海水淡化技術的研究向前邁出了重要的一步，為海水淡化的研究提供了新的設計研究思路。
展開 以Ti3C2Tx為代表的邁科烯具有優異的力學、電學、磁學等性能，特別在電化學電容器方面表現尤為突出，其體積比容量已超過公認的具有超高電容量的RuO2，并且倍率性能優良。Ti3C2Tx是一種贗電容材料，但其本身的結構特點與電化學電容性能的相關性尚不清楚。
【成果簡介】
近日，中科院金屬所沈陽材料科學國家（聯合）實驗室王曉輝課題組在ACS Nano上發表題為“Surface Functional Groups and Interlayer Water Determine the Electrochemical Capacitance of Ti3C2Tx MXene”的研究論文。文中報道了通過低濃度的HF溶液刻蝕Ti3AlC2而制備的Ti3C2Tx（Ti3C2Tx–6M）電極具有更高的電化學容量。他們利用自行搭建的原位電化學拉曼表征平臺，結合X射線光電子譜以及1H低場核磁共振譜等多種分析手段，闡明了參與氧化還原反應的–O官能團比例和Ti3C2Tx片層間具有高自由度的水分子含量與電容量成正相關性，即–O官能團比例越高，自由水含量越高，邁科烯的電化學電容量就越高。這兩個因素正是Ti3C2Tx-6M電極具有優越電化學性能的關鍵。
【圖文導讀】
圖一、Ti3C2Tx電極的電容性能
a）Ti3C2Tx–6M和Ti3C2Tx–15M電極材料的循環伏安（CV）曲線。電解液為1M H2SO4溶液，掃描速率為20 mV/s
b）不同掃描速率下的質量比電容。
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<p>本案例基于COMSOL軟件中的三次電流模塊以及變形幾何模塊，模擬了Ti電極電鍍的過程，建立的模型如圖1所示。仿真結果如圖2所示。
【圖文導讀】
圖一、Ti3C2Tx電極的電容性能
a）Ti3C2Tx–6M和Ti3C2Tx–15M電極材料的循環伏安（CV）曲線。電解液為1M H2SO4溶液，掃描速率為20 mV/s
b）不同掃描速率下的質量比電容。
(C) 500 mg / L
的NaCl濃度中，多孔電極多孔Ti3C2Tx-CDI器件的電吸附和脫附循環曲線。(D) 500mg /L
NaCl溶液中，多孔Ti3C2Tx-CDI器件在不同工作電壓下的電吸附容量變化。
為了利用MXenes的良好性能作為電極材料，需要確保電極材料有一個較大的的比表面積以達到最大的電容吸附和離子傳輸。
