天津大学AFM：MXene水凝胶厚电极，实现超高电容！

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苯胺强化凝胶：同步解决结构坍塌与氧化

研究团队创新性提出盐酸（HCl）与苯胺协同诱导的MXene凝胶化策略（图1a）。HCl通过改变MXene电荷分布触发“面对面-边缘”交联，形成初始三维网络；同时ANI通过静电吸附在MXene表面形成临时疏水层，既扩大层间距又保护电化学活性位点。在2小时固化过程中（图1b），ANI在MXene表面引发聚合，形成ANI低聚物和聚苯胺（PANI），通过共价键强化骨架结构。所得MHA水凝胶（MXene-HCl-ANI）存储模量高达3 MPa（图1d），可承受13.5 kPa压力而不坍塌，较未添加ANI的MH凝胶（3 kPa即崩溃）机械强度显著提升。

图 1.MHA 的凝胶化。

结构表征揭示强化机制

透射电镜与元素图谱（图2a）证实ANI聚合物均匀分布在MXene表面。XRD显示随着ANI含量增加，MXene层间距从原始状态（对应衍射角7.23°）扩大至15.7 Å（5.57°）（图2b）。XPS分析发现：ANI聚合后Ti 2p结合能降低（图2f），表明电子从ANI向MXene转移；N 1s谱中Ti-N键（图2g）证实共价键形成，这是骨架强化的关键。此外，ANI在MXene表面的聚合形成正电保护层（Zeta电位+25 mV，图2c），有效延缓氧化——MHA分散液60天后仍保持稳定，而普通MXene溶液30天即出现明显二氧化钛峰（图3a-c）。

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