黄莹莹等：VzO,MXene纳米复合材料制备及储能性能 ·1023· MXene的Ti2p1n和Ti2p32,V2Os的V2p12和V2p3n的 度急速下降，然而电解液中离子扩散速率相对较 数据相一致，因此可以证明MXene表面已经成功 慢，因此界面上的离子数目不能满足电极充放电 负载了V20o,18 所需离子数，所以外电压即使不断上升，电极上储 2.2电化学性能分析 存电荷的速度却很慢，从而使循环伏安曲线发生 图6是3种样品的循环伏安曲线，由图可看 倾斜.图6(a)是MXene和纯V2O5电极材料在 出，所有曲线均出现两对氧化还原峰，且当扫描速 20mV·s时分别在两种电解液中的循环伏安曲线 率越低氧化还原峰越明显，展现了良好的赝电容 的对比图，图中可以明显的观察到无论是 特性.当扫描速率较高时氧化峰发生正向移动，还 MXene还是纯V2O5电极片在l.0 mol-L LiNO3的 原峰发生负向移动且氧化还原峰间距增加，主要 循环伏安曲线所围成的面积较大，因此两种电极 是因为扫描速率增大，短时间内电极上吸附了大 片在1.0 mol-L LiNO3电解液中电化学性能较好 量电解液离子，使得电极-电解液界面上的离子浓 图6(b)和6(c)分别为NBV/MXene和NSV/MXene 1.5 V2Os in 1mol-L-Na2SO (a) (b) 1.0 V,O,in Imol-L-LiNO; (-8.V)/usuop uauno 0.5 =100mV-s1 8 0.5 MXene in 1mol-L-1 Na,SO =10 mV-s- =5 mV.s- -MXene in Imol-L-!LiNO; =2mV-s-l -1.0 0.2 0.4 0.6 0.8 0.4 -0.20020.40.60.8 Potential/V Potential/V (c) (d) =100mVs 1=100mV-s1 =10 mV.s- =10 mV.s- =5 mV.s-1 =5 mV.s-1 12 mV.s-I 1=2 mV.s- -12 0.2 00.20.4 0.6 08 0.4 -0.200.20.40.60.8 Potential/V Potential/V 15 Peak I Peak II (① 10 2 0 =100mV- -2 50m\ (3-V)/Ausuop1uom 1=200mVs-1 -4 NBV/MXene in Imol-L-Na,SO. y=10 mV.s- -NSV/MXene in Imol-L-NaSO =5 mV.s-1 Peak III-NBV/MXene in Imol-L-LINO. =2 mV.s-I Peak IV -NSV/MXene in Imol-L-I LiNO, -15 0.4 0.2 00.20.4 0.60.8 -0.4-0.200.20.40.60.8 Potential/V Potential/V 图6循环伏安曲线.(a)MXene和纯VzO5电极材料在20mVs时；(b)NBV/MXene在1molL-NaSO4:(c)NSV/MXene在1 mol-L Na2SOa: (d)NBV/MXene在1 mol L LiNO:(e)NSV/MXene在1molL-'LiNO:(f)NBV/MXene和NSV/MXene在20mV,s时 Fig.6 CV curves:(a)MXene and pure V2Os at 20 mV-s;(b)NBV/MXene in 1 mol-L Na2SO;(c)NSV/MXene in 1 mol-L-NaSO4; (d)NBV/MXene in 1 mol-L-LiNO:;(e)NSV/MXene in 1 mol-L-LiNO:(f)NBV/MXene and NSV/MXene at 20 mV.sMXene 的Ti2p1/2 和Ti2p3/2，V2O5 的V2p1/2 和V2p3/2 的 数据相一致，因此可以证明 MXene 表面已经成功 负载了 V2O5 [10,18] . 2.2    电化学性能分析 图 6 是 3 种样品的循环伏安曲线，由图可看 出，所有曲线均出现两对氧化还原峰，且当扫描速 率越低氧化还原峰越明显，展现了良好的赝电容 特性. 当扫描速率较高时氧化峰发生正向移动，还 原峰发生负向移动且氧化还原峰间距增加，主要 是因为扫描速率增大，短时间内电极上吸附了大 量电解液离子，使得电极‒电解液界面上的离子浓 度急速下降，然而电解液中离子扩散速率相对较 慢，因此界面上的离子数目不能满足电极充放电 所需离子数，所以外电压即使不断上升，电极上储 存电荷的速度却很慢，从而使循环伏安曲线发生 倾 斜 . 图 6（ a） 是 MXene 和 纯 V2O5 电极材料在 20 mV·s−1 时分别在两种电解液中的循环伏安曲线 的 对 比 图 ， 图 中 可 以 明 显 的 观 察 到 无 论 是 MXene 还是纯 V2O5 电极片在 1.0 mol·L−1 LiNO3 的 循环伏安曲线所围成的面积较大，因此两种电极 片在 1.0 mol·L−1 LiNO3 电解液中电化学性能较好. 图 6（b）和 6（c）分别为 NBV/MXene 和 NSV/MXene 8 (b) 4 0 −4 −0.4 −0.2 0.2 0 0.4 Potential/V 0.6 0.8 Current density/(A·g−1 ) −8 −12 v=100 mV·s−1 v=50 mV·s−1 v=200 mV·s−1 v=10 mV·s−1 v=5 mV·s−1 v=2 mV·s−1 8 4 0 −4 −8 (c) −0.4 −0.2 0.2 0 0.4 Potential/V 0.6 0.8 Current density/(A·g−1 ) v=100 mV·s−1 v=50 mV·s−1 v=200 mV·s−1 v=10 mV·s−1 v=5 mV·s−1 v=2 mV·s−1 8 (d) 4 0 −4 −8 −0.4 −0.2 0 0.2 0.4 Potential/V 0.6 0.8 Current density/(A·g−1 ) −12 v=100 mV·s−1 v=50 mV·s−1 v=200 mV·s−1 v=10 mV·s−1 v=5 mV·s−1 v=2 mV·s−1 −0.4 −0.2 0 0.2 0.4 Potential/V 0.6 0.8 15 (e) Current density/(A·g−1 ) −15 −10 −5 0 5 10 v=100 mV·s−1 v=50 mV·s−1 v=200 mV·s−1 v=10 mV·s−1 v=5 mV·s−1 v=2 mV·s−1 1.5 (a) 1.0 0.5 0 −0.5 0 0.2 0.4 Potential/V 0.6 0.8 Current density/(A·g−1 ) −1.0 V2O5 in 1mol·L−1 Na2SO4 V2O5 in 1mol·L−1 LiNO3 MXene in 1mol·L−1 Na2SO4 MXene in 1mol·L−1 LiNO3 −0.4 −0.2 0 0.2 0.4 Potential/V Peak IV Peak III Peak I Peak II 0.6 0.8 6 (f) −2 0 2 4 −4 −6 Current density/(A·g−1 ) −8 NBV/MXene in 1mol·L−1 Na2SO4 NSV/MXene in 1mol·L−1 Na2SO4 NBV/MXene in 1mol·L−1 LiNO3 NSV/MXene in 1mol·L−1 LiNO3 图 6    循环伏安曲线. （a）MXene 和纯 V2O5 电极材料在 20 mV·s−1 时；（b）NBV/MXene 在 1 mol·L−1 Na2SO4；（c）NSV/MXene 在 1 mol·L−1 Na2SO4； （d）NBV/MXene 在 1 mol·L−1 LiNO3；（e）NSV/MXene 在 1 mol·L−1 LiNO3；（f）NBV/MXene 和 NSV/MXene 在 20 mV·s−1 时 Fig.6     CV  curves:  (a)  MXene  and  pure  V2O5 at  20  mV·s−1;  (b)  NBV/MXene  in  1  mol·L−1 Na2SO4 ;  (c)  NSV/MXene  in  1  mol·L−1 Na2SO4 ; (d) NBV/MXene in 1 mol·L−1 LiNO3 ; (e) NSV/MXene in 1 mol·L−1 LiNO3 ; (f) NBV/MXene and NSV/MXene at 20 mV·s−1 黄莹莹等： V2O5 /MXene 纳米复合材料制备及储能性能 · 1023 ·