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一、文章概述

3D打印是一種制造技術，可用于生產具有定制形狀和減少材料浪費的電化學電容器。然而，目前商業化的碳添加劑燈絲的范圍有限，導致3d打印電極由于其熱塑性含量高而電容性能較差。文章提出了一種提高3d打印電極電化學性能的新方法，該方法基于電極的電化學活化和MXene功能化。原型MXene Ti3C2被用來修飾3d打印電極表面;已經證明，它提高電極的電容幾乎三倍。這些發現為提高3d打印電化學電容器的性能提供了新的途徑，并為進一步發展其他電化學應用鋪平了道路。

二、圖文導讀

圖1.Ti3C2@3DnCE的制備。(a)說明使用FFF制備3d打印納米碳電極，以及隨后通過電化學活化和MXene功能化對其進行修飾。(b) Ti3C2@3DnCE在2m H2SO4中的電容增強。

圖2.(a) Ti3C2@3DnCE的SEM圖像和(b) EDS分析，顯示了Ti3C2對3DnCE的修飾。(c) Ti3C2@3DnCE的XPS，顯示Ti 2p的存在。(d) Ti3C2@3DnCE的拉曼光譜，主要表現為納米碳帶。

圖 3. Ti3C2@3DnCE 在 [Fe(CN)6]4 /3≡ 中在 0.1 M KCl 電解液中的電化學活性。(a) Ti3C2@3DnCE 在 25 mV s 1 時的 CV；(b) 3DnCE 和 (c) Ti3C2@3DnCE 在 0.2 V 下從 100 kHz 到 100 mHz 的 EIS。

圖4.電化電容器Ti3C2@3DnCE在2 M H2SO4三電極池中的電化學特性。(a)不同掃描速率下的cv和(b) Ti3C2@3DnCE的電容電流貢獻分析。(c)不同電流下的恒電流充放電循環和(d)導出的速率能力。(e)Nyquist圖，顯示測量數據（用點表示）和擬合數據（連續線）和(f)Ti3C2@3DnCE的衍生Bode圖。

三、全文總結

在這項工作中，3d打印的納米碳電極使用Ti3C2進行了表面修飾。這是通過電化學活化3DnCE材料和隨后的Ti3C2功能化實現的。利用SEM、EDS、XPS和拉曼光譜對Ti3C2@3DnCEs進行了綜合表征，確定了產物的組成和材料結構。Ti3C2@3DnCEs隨后作為電化學電容器進行了測試，發現與裸3DnCEs相比，它具有更好的電容。這是由于MXene材料的能力進行擴散控制氧化還原過程與表面電容過程。MXene材料改善了石墨烯的相互連接，也帶來了改善。因此，有可能通過MXene功能化獲得先進的3d打印電化學電容器。這項工作為3DnCE的功能化在電化學應用中開辟了新的機會。

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