太阳能、水能和风能等可再生能源可缓解化石燃料潜在的枯竭以及温室气体排放等相关问题。然而,由于发电量的大幅波动,必须有效地储存这些可再生能源产生的电力,以便按需供应。相比于其他储能装置,超级电容器因为有着较突出的性能而备受关注,其中电极材料是影响其储能性能的关键因素。二维过渡金属碳化物Ti₃C₂T_x是近几年发现的一种新型的二维材料,它的性能可以与石墨烯相媲美,因此引起了研究者极大地关注。传统制备Ti₃C₂T_x的方法是采用氢氟酸刻蚀Ti₃AlC₂,需要长时间的刻蚀,不利于批量化生产。本次研究工作中,通过球磨加氢氟酸刻蚀的方法,可以有效地降低刻蚀时间。另外,Ti₃C₂T_x具有很高的电导率,但是比容量并不高,片层间距较小且易堆叠。针对此类问题,本研究工作还将Ti₃C₂T_x分别与MoS₂和CoNiO₂进行复合,制备了具有良好电化学储能特性的MoS₂/Ti₃C₂T_x和CoNiO₂/Ti₃C₂T_x复合材料。具体研究内容如下:（1）通过球磨Ti₃AlC₂粉末及对球磨后的粉末进行HF刻蚀的方法来制备Ti₃C₂T_x,详细研究了刻蚀温度和球磨时间对Ti₃C₂T_x的制备和电化学性能的影响,研究表明较高的刻蚀温度和较长的球磨时间会加快Ti₃AlC₂到Ti₃C₂T_x的转变。同时,球磨处理可以改善Ti₃C₂T_x的比容量,经12 h球磨,然后在60°C的HF溶液中刻蚀12 h所得到的样品（M12-E60（12））呈现出最佳的电化学性能。M12-E60（12）的比容量为56.2 F/g（0.5 A/g）,经3000次循环充放电后其比容量保持率高达95%。（2）以MoO₃为钼源,硫脲或硫代乙酰胺为硫源,采用一步水热法制备出不同形貌（花状和块状）的MoS₂与Ti₃C₂T_x复合的材料（H-MoS₂/Ti₃C₂T_x和K-MoS₂/Ti₃C₂T_x）,进一步研究了MoS₂含量对复合材料电化学性能的影响。结果表明,复合材料的比容量与单一的Ti₃C₂T_x相比都得到了不同程度的增加,且其倍率性能与单一的MoS₂相比也都得到了提高。对Ti₃C₂T_x与MoO₃的质量比为1:3时的H-MoS₂/Ti₃C₂T_x（H-（1:3））而言,在0.5 A/g时的比容量为240 F/g;当Ti₃C₂T_x与MoO₃的质量比为2:3时,所制备K-MoS₂/Ti₃C₂T_x（K-（2:3））的比容量为204 F/g。复合材料比容量提高可能归因于MoS₂与Ti₃C₂T_x复合后起到了协同作用,从而使得MoS₂/Ti₃C₂T_x具有良好的电化学储能特性。（3）采用共沉淀的方法在常温下制备出带有钴源和镍源的前驱体络合物,真空干燥后在300°C煅烧制备出CoNiO₂纳米颗粒,然后通过共沉淀法得到CoNiO₂/Ti₃C₂T_x复合材料,研究了CoNiO₂含量对CoNiO₂/Ti₃C₂T_x复合材料电化学性能的影响。结果表明,CoNiO₂/Ti₃C₂T_x与单一的Ti₃C₂T_x和CoNiO₂相比,比容量都得到较大提升。当钴源含量为2 mmol时,复合材料（2-CoNiO₂/Ti₃C₂T_x）的比容量为389 F/g（1 A/g）,在电流密度为20 A/g时的比容量为271 F/g;经过1500次循环充放电后,2-CoNiO₂/Ti₃C₂T_x的比容量衰减了19%。表明2-CoNiO₂/Ti₃C₂T_x复合材料具有良好的比容量、倍率性能和循环稳定性。