全文总字数：3192字
1. 毕业设计（论文）主要内容：
以半导体技术为基础发展起来的现代电子设备与技术极大便利了人们的日常生活，同时，以锂离子电池、超级电容器为代表的储能器件也随之得到了快速发展。其中，超级电容器因其功率密度高、充放电时间快以及循环寿命长等优点而得到广泛关注。随着以石墨烯为代表的二维材料研究逐渐深入，对二维材料在电化学中独特的电输运特性吸引了大量研究者的加入。二维材料由于其特殊的形貌以及晶体生长的高度各向异性，电子一般仅可在两个非纳米尺度的方向上运动，表现出特殊的电学性能，从而成为储能领域的研究热点。然而基于传统二维材料（如石墨烯）的双电层超级电容器也面临着一些问题：传统大孔-介孔-微孔的孔容特性不适用二维双电层模型；层间距对双电层的限域作用更加明显等。因此，研究和发展基于二维材料的层间离子电输运特性，对二维材料在超级电容器等储能领域的应用是非常重要的。二维金属碳（氮）化物（Mxene）是具有石墨烯结构的一类新型二维纳米材料，由于具有优异的导电性、电化学稳定性、电磁屏蔽性能，而在储能、催化领域大展身手。相比于传统石墨烯基材料， MXene 表面过渡金属未成对电子导致的高电子电导，为电子/离子输运耦合提供了新的研究思路；丰富的表面官能团能够提供足够的键合位点，弥补了石墨烯表面修饰困难不利于层间调控等缺点；易于构筑规则二维孔道膜，在水系电解质中离子传输效率明显优化。
本项目拟设计和研究基于多组分层间修饰的MXene-Ti3C2Tx薄膜，即通过化学刻蚀手段选择性刻蚀三元层状化合物制备表面性质稳定的少层MXene-Ti3C2Tx，并结合浸泡法将水分子可控嵌入层间；利用XRD、SEM等表征手段，表征材料物相、形貌、结构；结合循环伏安、电化学阻抗谱分析离子嵌入对层间距变化规律以及电输运性质。
2. 毕业设计（论文）主要任务及要求
1．查阅不少于15篇相关文献资料，其中近5年英文文献不少于3篇，了解国内外相关研究概况和发展趋势，了解选题对社会、健康、安全、成本以及环境等的影响，完成开题报告；2．完成不少于5000字的英文文献翻译；
3．具体要做的工作包括：
完成二维材料 MXene-Ti3C2Tx 的制备；完成对二维材料结构的表征；完成对水分子层间调控MXene-Ti3C2Tx膜的离子/电子输运性能研究。总结国内外相关研究概况和发展趋势，总结选题对社会、健康、安全、成本以及环境等的影响，分析实验数据，撰写毕业论文，字数不少于1.2万字。
3. 毕业设计（论文）完成任务的计划与安排
第1－3周：查阅相关文献资料，完成英文翻译。明确研究内容，了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案，并完成开题报告。第4－8周：按照设计方案，利用化学刻蚀方法制备无引入杂质离子的少层 MXene-Ti3C2Tx。以XRD、SEM先进表征技术来确定该结构的形貌特征、化学组成、物相以及结构等基本性质。
第9－12周：结合 MXene-Ti3C2Tx 薄膜工艺和电化学测试体系，使用三电极电化学测试系统。通过对MXene-Ti3C2Tx 薄膜材料进行容量分析、界面阻抗分析，分析层间距、质子迁移率以及电极材料界面电荷转移阻抗的变化规律，探究提升双电层容量、赝电容容量和加速离子/水分子扩散输运机制与优化策略。
第13－14周：总结实验数据，完成并修改毕业论文。
4. 主要参考文献
[1] NAGUIBM, KURTOGLU M, PRESSER V, et al. Two-dimensional nanocrystals produced byexfoliation of Ti3AlC2 [J]. Advanced Materials, 2011, 23(37): 4248-4253.[2]GHIDIU M, HALIM J, KOTA S, et al. Ion-exchange and cation solvation reactionsin Ti3C2 MXene [J]. Chemistry of Materials, 2016, 28(10):3507-3514.
[3]NAGUIB M, MASHTALIR O, Carle J, et al. Two-dimensional transition metalcarbides［J］. ACS nano，2012，6( 2) : 1322-31．
[4] TANG Q,ZHOU ZHEN Z, SHEN P. Are MXenes promising anode materials for li ion batteries?Computational studies on electronic properties and li storage capability ofTi3C2 and Ti3C2X2(X = F, OH)monolayer [J]. Journal of The Ametican Chemical Society, 2012, 134 (40):16909-16916.
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