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柔性/可穿戴电子设备的发展，对其储能器件的要求也越来越高。在众多储能器件中，柔性超级电容器不但有功率密度高、充放电速度快、寿命长等超级电容器固有特点，还具有优异的柔性和机械强度，可以弯曲、扭曲和折叠，是最有前景的储能器件之一。MXene是由三元层状陶瓷材料MAX经刻蚀去掉A层而得到的新型二维层状材料，其中Ti3C2Tx是研究最广泛的MXene。Ti3C2Tx表面带有电活性基团，能在酸性电解质下提供赝电容，近年来被开拓应用于超级电容器中。但是其作为二维材料会有堆叠现象，严重影响其表面基团的利用。Ti3C2Tx片层之间结合强度不高，在多次充放电过程中或者受到外部力量时，薄膜片层可能发生剥离，从而影响储能器件的稳定性。
基于以上两点，本文利用苯胺(Aniline)的原位聚合和使用生物质材料(木质素磺酸钠，Lig)，分别与Ti3C2Tx进行复合并组装成薄膜电极，以期减少Ti3C2Tx的堆叠来提高其电化学性能，同时增强其片层间结合力，提高薄膜材料的力学性能，从而满足柔性/可穿戴电子设备储能器件的综合需求。同时，将以上两种复合物分散液进一步混合，制备出综合性能更优异的复合膜。本文对上述复合物的形貌结构、力学和电化学性能进行了详细的研究。具体研究内容如下：
(1)将对苯二胺(PPD)加入到苯胺/盐酸溶液中混合均匀，将上述溶液加入Ti3C2Tx分散液混合均匀，低温静置引发苯胺的原位聚合生成聚苯胺(PANI)，获得i-PANI@Ti3C2Tx复合物并制备成薄膜。同时在不添加PPD下制备PANI@Ti3C2Tx复合物，探究PPD对复合物的影响。在Aniline和PPD确定比例的情况下，探究Aniline和Ti3C2Tx的投料比对超级电容器电化学性能的影响。经研究发现，Aniline和PPD投料摩尔比例为10∶1时，Aniline和Ti3C2Tx投料质量比为2∶1时，电化学性能较好。柔性超级电容器膜电极在1Ag-1电流密度下质量比电容达到310Fg-1，体积比电容为1001Fcm-3，对应的能量密度为10.76Whkg-1和34.8WhL-3。复合膜的拉伸强度为33.2Mpa，垂直平面拉伸强度为0.28MPa。在PPD调控下，PANI具有良好的电化学活性，同时起到了阻碍片层堆叠的作用，使得i-PANI@Ti3C2Tx呈现出优秀的电化学性能。
(2)将Lig溶液与Ti3C2Tx分散液混合，获得Lig@Ti3C2Tx复合物并制备成薄膜。探究Lig与Ti3C2Tx的比例对Lig@Ti3C2Tx复合膜电化学性能的影响。经研究发现，Lig和Ti3C2Tx的投料比为2∶1时，电化学性能较好。柔性超级电容器膜电极在1Ag-1时比电容达到271Fg-1，体积比电容为881Fcm-3，对应的能量密度达到9.41Whkg-1和30.6WhL-3。复合膜的拉伸强度为75.4MPa，垂直平面拉伸强度为0.77MPa。Lig在Ti3C2Tx的片层起到支撑作用阻碍堆叠现象，同时Lig自身具有电化学活性，使得复合膜的电化学性能有所提高。同时Lig与Ti3C2Tx可能形成大量氢键使得其片层结合力提高许多，使得Lig@Ti3C2Tx呈现出优秀的力学性能。
(3)将Lig@Ti3C2Tx和i-PANI@Ti3C2Tx复合物分散液进行混合，获得Lig@Ti3C2Tx/i-PANI@Ti3C2Tx复合物并制备成薄膜。探究Lig@Ti3C2Tx和i-PANI@Ti3C2Tx的比例对复合膜的电化学性能和力学性能影响。经研究发现，随着Lig@Ti3C2Tx比例提高，拉伸强度也随之提高，但电化学性能下降，反之则反。当两者比例为1∶1时，其比电容和拉伸强度较为综合，柔性超级电容器膜电极在1Ag-1时比电容达到295Fg-1，体积比电容为959Fcm-3，对应的能量密度达到10.24Whkg-1和33.3WhL-3。复合膜的拉伸强度为53.7MPa，垂直平面拉伸强度为0.58MPa。Lig@Ti3C2Tx和i-PANI@Ti3C2Tx(5/5)吸收了前两中复合物的优势而具有更综合的性能，其柔性超级电容器更加适应柔性储能器件的需求。
基于以上两点，本文利用苯胺(Aniline)的原位聚合和使用生物质材料(木质素磺酸钠，Lig)，分别与Ti3C2Tx进行复合并组装成薄膜电极，以期减少Ti3C2Tx的堆叠来提高其电化学性能，同时增强其片层间结合力，提高薄膜材料的力学性能，从而满足柔性/可穿戴电子设备储能器件的综合需求。同时，将以上两种复合物分散液进一步混合，制备出综合性能更优异的复合膜。本文对上述复合物的形貌结构、力学和电化学性能进行了详细的研究。具体研究内容如下：
(1)将对苯二胺(PPD)加入到苯胺/盐酸溶液中混合均匀，将上述溶液加入Ti3C2Tx分散液混合均匀，低温静置引发苯胺的原位聚合生成聚苯胺(PANI)，获得i-PANI@Ti3C2Tx复合物并制备成薄膜。同时在不添加PPD下制备PANI@Ti3C2Tx复合物，探究PPD对复合物的影响。在Aniline和PPD确定比例的情况下，探究Aniline和Ti3C2Tx的投料比对超级电容器电化学性能的影响。经研究发现，Aniline和PPD投料摩尔比例为10∶1时，Aniline和Ti3C2Tx投料质量比为2∶1时，电化学性能较好。柔性超级电容器膜电极在1Ag-1电流密度下质量比电容达到310Fg-1，体积比电容为1001Fcm-3，对应的能量密度为10.76Whkg-1和34.8WhL-3。复合膜的拉伸强度为33.2Mpa，垂直平面拉伸强度为0.28MPa。在PPD调控下，PANI具有良好的电化学活性，同时起到了阻碍片层堆叠的作用，使得i-PANI@Ti3C2Tx呈现出优秀的电化学性能。
(2)将Lig溶液与Ti3C2Tx分散液混合，获得Lig@Ti3C2Tx复合物并制备成薄膜。探究Lig与Ti3C2Tx的比例对Lig@Ti3C2Tx复合膜电化学性能的影响。经研究发现，Lig和Ti3C2Tx的投料比为2∶1时，电化学性能较好。柔性超级电容器膜电极在1Ag-1时比电容达到271Fg-1，体积比电容为881Fcm-3，对应的能量密度达到9.41Whkg-1和30.6WhL-3。复合膜的拉伸强度为75.4MPa，垂直平面拉伸强度为0.77MPa。Lig在Ti3C2Tx的片层起到支撑作用阻碍堆叠现象，同时Lig自身具有电化学活性，使得复合膜的电化学性能有所提高。同时Lig与Ti3C2Tx可能形成大量氢键使得其片层结合力提高许多，使得Lig@Ti3C2Tx呈现出优秀的力学性能。
(3)将Lig@Ti3C2Tx和i-PANI@Ti3C2Tx复合物分散液进行混合，获得Lig@Ti3C2Tx/i-PANI@Ti3C2Tx复合物并制备成薄膜。探究Lig@Ti3C2Tx和i-PANI@Ti3C2Tx的比例对复合膜的电化学性能和力学性能影响。经研究发现，随着Lig@Ti3C2Tx比例提高，拉伸强度也随之提高，但电化学性能下降，反之则反。当两者比例为1∶1时，其比电容和拉伸强度较为综合，柔性超级电容器膜电极在1Ag-1时比电容达到295Fg-1，体积比电容为959Fcm-3，对应的能量密度达到10.24Whkg-1和33.3WhL-3。复合膜的拉伸强度为53.7MPa，垂直平面拉伸强度为0.58MPa。Lig@Ti3C2Tx和i-PANI@Ti3C2Tx(5/5)吸收了前两中复合物的优势而具有更综合的性能，其柔性超级电容器更加适应柔性储能器件的需求。