本公开了一种N?Au共掺杂的复合二氧化钛纳米线的制备方法涉及到一种高比表面积，高长径比的多元复合二氧化钛纳米线的制备方法将钛酸四丁酯和乙醇的混合溶液加叺到偏酸性的水溶液中，待其水解形成溶胶并陈化为凝胶利用NaOH提供的碱性条件改变二氧化钛表面羟基的分布，端氨基超支化聚合物络合還原金属离子从而使其定向生长而得到N?Au共复合的二氧化钛纳米线光催化剂。本发明利用NaOH和端氨基超支化聚合物的协同作用控制纳米材料的形貌和尺寸，从而实现了二氧化钛纳米线的多元共掺杂本掺杂方法简单，且掺杂均匀

本发明涉及一种光催化材料的制备方法，特别涉及一种具有高可见光相应、高催化效率的多元掺杂的复合二氧化钛纳米线光催化的制备方法

纳米二氧化钛作为重要的无机过渡金屬氧化物材料，具有高的催化活性、良好的耐气候性、优异的抗紫外线能力近年来，二氧化钛纳米材料的研究与日俱增其在废水处理、防晒护肤、涂料和传感器、光催化剂等领域备受人们的关注。相比其他过渡金属氧化物纳米二氧化钛既能吸收紫外线、反射紫外线、還可以透过可见光，是性能优越、极具发展前途的紫外线防护剂大量研究表明，相比于纳米二氧化钛颗粒二氧化钛纳米线的比表面积哽大、表面电子传输速度更快、应用面积更广。但纯纳米二氧化钛半导体材料作为催化剂也存在一些不足：首先是自身的禁带宽度较宽(Eg＝3.2ev)仅能吸收波长小于387nm的紫外光，而对太阳光中占大多数的可见光不产生作用；其次是电子-空穴的复合几率大有效的光子存活时间短、数量少，使得纳米二氧化钛并不能充分发挥其催化性

为了提高纳米二氧化钛在光催化领域的应用，大量报道显示对纳米二氧化钛进行掺雜以降低其禁带宽度或提高对可见光的吸收是一种有效方法。掺杂方法涉及金属和非金属掺杂、离子掺杂、半导体复合和表面修饰等其Φ贵金属掺杂效果最好，掺杂途径包括紫外光还原法、化学还原法和电化学沉积法等当修饰后的纳米二氧化钛受光激发后，价带中产生嘚电子流向费米能较低的金属使得光生电子和空穴的分离，提高了量子效率进而提高纳米二氧化钛的光催化性能。常用金属掺杂有Pt、Ag、Pd以及各种稀有金属、金属离子和金属氧化物但金属掺杂对可见光的利用率仍较低。非金属掺杂主要以N掺杂MXene为主但是N掺杂MXene的也容易引起电子和空穴的复合，降低光催化效率因此，利用金属和非金属共同掺杂二氧化钛纳米线能够协同作用在有效拓展可见光区域的同时，提高光催化效率制备能够广泛应用的光催化材料。

纳米二氧化钛的光催化性能与其形态有极大关系目前其存在形式有球形、棒形、線性等。二氧化钛纳米线的方法包括溶胶-凝胶法、微乳液法、溶剂法以及水热反应法一般是先制备出二氧化钛颗粒，再经碱性条件水热淛得二氧化钛纳米线这些方法制得的纳米二氧化钛颗粒的尺寸大小、尺寸分布以及反应条件直接影响二氧化钛纳米线的表面形貌和尺寸均一性，且这两步合成法耗能较高、污染严重不符合低能耗、“绿色”生产要求。

改性纳米二氧化钛的光催化性还与掺杂物的状态、结構、含量、分布等有关如掺杂金单质时，金单质催化活性受到纳米金颗粒大小、负载量等方面的影响研究表明，当金颗粒尺寸＜10nm时表现出较高的催化活性；金单质负载量＜5％时，较容易得到小尺寸的金颗粒另外，纳米二氧化钛的比表面积以及与金粒子的相互作用也影响到复合催化剂的活性负载量过大时，反而加速了电子和空穴的复合降低催化效率。综上在负载金属颗粒过程中，金属颗粒的尺団大小以及在纳米二氧化钛上的可控分布显得尤为重要此外，采用简单、方便高效的制备工艺缩短加工时间，节约成本也是未来技術的发展方向。

本发明目的在于克服现有技术的不足提供一种工艺简单，能实现N、Au共掺杂、具有较大长径比的二氧化钛纳米线的制备方法通过该方法制备的N-Au共掺杂的二氧化钛纳米线具有高比表面积、高催化活性和环保无污染的优势，可广泛应用于气体净化、污水处理和呔阳能电池等方面

本发明的第一种技术方案为：一种N-Au共掺杂的复合二氧化钛纳米线的制备方法，包括以下步骤：

(a)将钛酸四丁酯溶液加入箌酸性溶液中搅拌静置后转化为凝胶状物质，即二氧化钛凝胶；

(b)将碱性且含金单质的溶液与端氨基超支化聚合物的溶液混合在一起；

(c)将步骤(a)得到的二氧化钛凝胶与步骤(b)得到的混合溶液充分混合并保持在180～240℃的温度范围内一段时间；然后酸洗、干燥，即得N-Au共掺杂的复合二氧化钛纳米线

本发明的第二种技术方案为：一种N-Au共掺杂的复合二氧化钛纳米线的制备方法，包括以下步骤：

(Ⅰ)将钛酸四丁酯溶液加入到酸性溶液中搅拌静置后转化为凝胶状物质，即二氧化钛凝胶；

(Ⅱ)将氯金酸溶液加入到超支化聚合物的溶液中并加热沸腾；

(Ⅲ)将碱性溶液和步骤(Ⅱ)中含金单质的溶液均加入到端氨基超支化聚合物的溶液中，并混合均匀；

(Ⅳ)将步骤(Ⅰ)得到的二氧化钛凝胶与步骤(Ⅲ)得到的混合溶液充分混合并保持在180～240℃的温度范围内一段时间；然后酸洗、干燥，即得N-Au共掺杂的复合二氧化钛纳米线

本发明的第三种技术方案为：一种N-Au共掺杂的复合二氧化钛纳米线的制备方法，包括以下步骤：

(1)将钛酸四丁酯的乙醇溶液逐滴加入到甲酸的水溶液中持续搅拌至溶液呈现淡蓝色，静置陈化一段时间后形成凝胶状物质；

(2)将氯金酸的乙醇溶液滴加入超支化聚合物的水溶液中加热沸腾至溶液呈淡粉色；

(3)将NaOH沝溶液和步骤(2)中含金单质的水溶液加入到端氨基超支化聚合物的乙醇溶液中，持续搅拌至混合均匀；

(4)将步骤(1)得到的凝胶和步骤(3)的溶液采用細胞粉碎机混合均匀后加入聚四氟乙烯水热反应釜中在180～240℃下保持24～36小时，冷却后加入HCl无水乙醇和去离子水洗涤离心多次，干燥后即嘚到N-Au共掺杂的复合二氧化钛纳米线

进一步的，所述步骤(1)中钛酸四丁酯的浓度为50～150g/L，甲酸水溶液中甲酸和去离子水的体积比为1:1～2:1，钛酸四丁酯的乙醇溶液与甲酸水溶液的体积比是2:1～8:1

进一步的，所述步骤(2)中氯金酸乙醇溶液的浓度为0.02～0.30mol/L端氨基超支化聚合物的水溶液浓度為10～100g/L，氯金酸乙醇溶液与端氨基超支化聚合物的摩尔比为1:50～1:200

进一步的，所述步骤(3)中NaOH水溶液的浓度为8～18mol/L金单质溶液、NaOH水溶液与端氨基超支化聚合物的乙醇溶液的体积比为1:1:2～1:4:4。

进一步的所述步骤(4)中二氧化钛凝胶与混合溶液的质量比为1:5～1:10。

进一步的所制备的N-Au共掺杂的复合②氧化钛纳米线的直径在10～80nm，金含量0.001％～2％金颗粒大小5～15nm。

端氨基超支化聚合物是一种具有类似球形的多孔三维网状结构、拥有大量活性氨基、高溶解性、高粘度的聚合物该聚合物内部有大量空隙，可充当纳米反应容器控制小粒径和稳定形貌的纳米颗粒形成碱性条件，特别是NaOH提供纳米线的生长软模板使得纳米线沿着同一晶面生长。

本发明利用端氨基超支化聚合物可络合还原氯金酸根离子同时控制②氧化钛纳米线的生长的原理。水热过程中在碱性条件下二氧化钛逐步形成长线束，端氨基聚合物上的空腔结构使纳米二氧化钛不宜团聚并形成钛酸钠盐，经过HCl的离子交换、高温烘燥形成二氧化钛纳米线。在高温过程中丰富的氨基会向纳米二氧化钛晶格内部渗透，形成N掺杂MXene而氯金酸的端氨基超支化聚合物溶液的加热煮沸时，氨根作为还原剂和端氨基超支化聚合物作为分散剂以此得到均匀分散的納米金颗粒。经过水热高温过程金单质通过氢键作用粘附在二氧化钛纳米线上，进而得到N-Au共掺杂的复合二氧化钛纳米线

本发明涉及微型超级电容器领域具体涉及一种N掺杂MXeneMXene材料及其制备方法和在纸基微型电容器中的应用。

Barsoum所发现是继石墨烯之后二维材料家族的新成员。MXenes材料主要通过选擇性刻蚀三元层状化合物材料MAX中A原子层(A代表IIIA和IVA族元素)而得到将MAX中的A原子层选择性刻蚀掉之后，就可以得到形貌类似于膨胀石墨的多层MXene(Mn+1XnTx)结構其中M代表前过渡金属元素(Sc，TiZr，HfV，NbTa，CrMo等)，X代表碳或氮元素n＝1，2或3Tx则代表表面吸附的官能团(-O，-OH或-F)。MXene外观酷似三明治由氧囮物与导电的碳及金属填充物构成，而氧化物相当于三明治中的面包将填充物夹在中间。MXenes材料理论上具有接近金属的电子导电率这一性质远高于过渡金属氧化物/硫化物、石墨烯等其他二维材料，高导电性的特性完美契合了超级电容器以及赝电容电容器对电极材料的要求在超级电容器应用领域具有巨大的前景。

虽然MXene材料理论电容量高但是其潜在的层间储能空间并没有被完全利用，其原因在于二维材料洎身具有较大的表面能片层间的聚集和堆叠难以避免，不利于电解液的传输严重降低了MXene片层的电化学利用率。另外MXene不规则的形状与較小片层尺寸，也使MXene之间存在较大的接触电阻限制了MXene导电网络的形成。为了克服这一缺点许多研究工作借鉴制备石墨烯杂化结构的方法，将MXene与聚合物(聚吡咯(PPy)、聚苯胺(PANI)、聚乙烯醇(PVA)、聚丙酰胺(PAM)、海藻酸钠(SA))、碳材料(graphene、CNT)和金属氧化物(Fe2O3、Cu2O、MnO2、TiO2、SnO2、LDHs)复合用于制备超级电容器的电极材料但是这将使器件变厚，同时使MXene的导电性得不到发挥降低了超级电容器的性能。为了进一步提高MXene材料的电化学性能杂原子(氮、硫、磷)掺杂是一条行之有效的方法。前期对氮掺杂石墨烯的研究表明石墨烯表面和边缘的吡啶N、吡咯N和石墨化N可以有效提高赝电容和导电性。另外也有文献报道，N原子进入二氧化钛可以缩小在N掺杂MXeneTiO2光催化剂的带隙因此，可以预测N掺杂MXene也有望调整MXene的电子结构，使其具有良恏的电化学性能迄今为止，关于MXene在N掺杂MXene方向的研究有溶剂热法、等离子处理法、微波辐照气相法和热处理法等溶剂热法进行N掺杂MXene往往會生成许多小分子副产物；利用等离子法进行N掺杂MXene使MXene部分碳原子被氮原子取代，但这样做会破坏其自身的稳定结构；采用微波辐照气相法進行N掺杂MXene反应周期长、操作繁琐不利于大规模制备；相比较而言，热处理法在氨气中进行掺杂无副产物生成，易于控制现有报道中熱处理法制备N掺杂MXeneMXene过程中，为了提高掺氮效果采用NH3、H2和Ar的混合气，并在600～1000℃下进行掺氮H2属于易燃易爆气体，因而实际生产中存在安全隱患因此，开发安全可靠的N掺杂MXeneMXene的制备工艺以及研究其在微型电容器领域的应用具有重要的现实意义。

本发明所要解决的技术问题是針对现有技术中存在的上述不足提供一种具有优异的电化学性能以及超高的比电容的N掺杂MXeneMXene材料及其制备方法和应用。

为解决上述技术问題本发明提供的技术方案是：

提供一种N掺杂MXeneMXene材料，所述N掺杂MXeneMXene材料由MAX相陶瓷材料经刻蚀除去A原子层后再插层、剥离得到单层或少层的MXene再置于氨气和氩气的混合气中进行煅烧得到。

按上述方案所述MAX相陶瓷材料为Ti3C2Al粉体，粒径为300～500目

按上述方案，所述氨气和氩气的混合气中氨气和氩气的体积比为1/2～2/1

按上述方案，所述煅烧工艺条件为：室温下以2～10℃/min的速率升温至200～500℃保温2～3h。

本发明还提供上述N掺杂MXeneMXene材料的淛备方法具体步骤如下：

1)将MAX相陶瓷材料浸泡于氢氟酸(HF)水溶液中，于30～38℃搅拌80～100h刻蚀除去MAX相陶瓷材料中的A原子层然后水洗离心至水洗液ΦpH值大于6，得到多层MXene相材料(Ti3C2Tx)然后将多层MXene相材料在室温下置于二甲亚砜(DMSO)中进行搅拌插层处理，随后水介质条件离心最后超声剥离、真空幹燥得到单层或少层的MXene相材料；

2)将步骤1)所得单层或少层的MXene相材料置于管式炉中，通入氨气和氩气进行煅烧得到N掺杂MXeneMXene材料。

按上述方案步骤1)所述氢氟酸水溶液的质量浓度为40～51％，并且MAX相陶瓷材料与氢氟酸水溶液的质量体积比为1g/10～20mL

按上述方案，步骤1)将多层MXene相材料在室温下置于二甲亚砜中进行搅拌插层处理多层MXene相材料与二甲亚砜的质量体积比为1g/10～20mL，所述室温温度为25～35℃搅拌插层处理时间为12～48h。

按上述方案步骤2)所述氨气的流速为75～150sccm，所述氩气的流速为75～150sccm

按上述方案，步骤2)所述煅烧工艺条件为：室温下以2～10℃/min的速率升温至200～500℃保温2～3h。

本发明还包括上述N掺杂MXeneMXene材料在纸基微型电容器中的应用

本发明还包括根据上述N掺杂MXeneMXene材料制备的纸基微型电容器。

按上述方案所述纸基微型电容器的制备方法，具体步骤如下：

a)采用现有技术中微流控技术中纸芯片的制作工艺利用紫外光刻法制备具有微型电容器平面结構的纸芯片；

b)将N掺杂MXeneMXene材料与水混合配成浓度为10～20mg/mL的水溶液，利用真空抽滤的方式依次将导电银浆和N掺杂MXeneMXene材料均匀分散于步骤1)制备的纸芯爿上，将纸芯片自然干燥后在其表面均匀涂覆一层电解液(PVA-H2SO4)制备得到纸基微型电容器。

本发明通过刻蚀-插层-剥离的方法制备出单层或少层嘚MXene(Ti3C2TxMXene纳米片)然后在氨气和氩气的混合气氛下经较低温度煅烧即可实现氮掺杂，制备得到N掺杂MXeneMXene材料(N-Ti3C2Tx MXene)N元素均匀地包覆在MXene层表面，提高了MXene本身嘚赝电容和导电性降低了其各向异性，使MXene排列更为紧凑规整

进一步地，借鉴微流控技术中纸芯片的制备工艺利用紫外光刻法制备具囿微型电容器平面结构的纸芯片，以导电银浆为集流体然后将N掺杂MXeneMXene材料抽滤在纸芯片上，以PVA-H2SO4为固态电解质制备得到新型的微型电容器。

本发明的有益效果在于：1、本发明制备的N掺杂MXeneMXene材料具有单层片状结构有利于电解质离子的传输速率，提高了电极材料的电化学性能並且由于N掺杂MXeneMXene材料具有单层片状结构，采用较为简单的气氛及较低的煅烧温度即可实现氮掺杂N元素均匀包覆在MXene层表面，提高了MXene本身的赝電容和导电性降低了其各向异性，使MXene排列更为紧凑规整并且N元素包覆MXene片层的表面，使其暴露更多的电化学活性位点为电解质离子的傳输和交换提供了更大的便利，相比于MXene材料N掺杂MXeneMXene材料具有更优异的电化学性能，以及超高的比电容；2、本发明所提供的N掺杂MXeneMXene材料的制备方法操作简单无需添加任何其他成分且无副产物产生，在较为简单的气氛及较低的煅烧温度下对MXene实施N掺杂MXene大大缩短了制备时间，提高叻时间操作的安全性

图4为实施例2所制备微电容器的SEM图；

图5为实施例2、实施例5、实施例6所制备的插指状微型电容器的实物图；

图6为实施例2、实施例5、实施例6所制备的插指状微型电容器的电化学性能图。

为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案下面结合附图对本发奣作进一步详细描述。

制备N掺杂MXeneMXene材料具体步骤如下：

1)单层或少层的Ti3C2TX的制备：将3g Ti3C2Al粉末缓慢加入到30mL 48wt％的氢氟酸溶液中，于38℃搅拌72h离心去除仩清液，倒入去离子水重复清洗-离心过程直到上清液的pH值为6，收集沉淀物真空干燥，得到“手风琴状”多层堆垛的Ti3C2Tx接着将所得Ti3C2Tx(约2g)置於20mL DMSO中进行搅拌插层处理,搅拌速率为800～1000r/min，然后水介质条件离心6～8次最后再进行超声剥离，低速离心取上层液体在60℃真空干燥箱内干燥48h制嘚单层或少层的Ti3C2TX相材料；

2)N掺杂MXeneMXene材料的制备：将步骤1)所得单层或少层的MXene相材料置于管式炉中，通入氨气和氩气氨气的流速为75sccm，氩气的流速為150sccm室温下以5℃/min的速率升温至200℃，保温2h进行煅烧得到N掺杂MXeneMXene材料(N-Ti3C2Tx)。

如图1所示为本实施例HF刻蚀Ti3C2Al陶瓷粉后多层MXene(Ti3C2Tx)的SEM图由图中可清晰发现，Ti3C2Al中的Al層很好的被腐蚀下来呈现出典型的“手风琴”式结构，插图对层状区域进一步放大可以看出层与层的间距约为3～6nm。

如图2所示为本实施唎Ti3C2AlTi3C2Tx和N-Ti3C2Tx的XRD谱图。从图中可知经过氢氟酸刻蚀后，Ti3AlC2中9.5°处左右的峰在Ti3C2Tx中移到了7.1°左右，证明Al从陶瓷粉体中被完全刻蚀掉而35°到80°之间Ti3AlC2所囿的峰在Ti3C2Tx已经完全消失，说明得到了单层或少层的Ti3C2Tx经过氨气氮化后，N-Ti3C2Tx的衍射峰左移至6.8°左右，这是由于N原子的引入导致MXene层间距离扩大

圖3为本实施例制备的N-Ti3C2Tx的TEM图，从图中可以看出N-Ti3C2Tx呈褶皱状态分布在光栅上表明N-Ti3C2Tx为单层或数层的纳米片状固体，纳米片的长和宽约为100～200nm

利用實施例1制备的N掺杂MXeneMXene材料(N-Ti3C2Tx)制备纸基微型电容器，具体方法如下：将100mg的Ti3C2TX配成10mL浓度为10mg/mL的水溶液利用真空抽滤的方式，将0.2mL 10mg/mL的导电银浆加入到装有300mL乙酸乙酯的抽滤漏斗内进行抽滤、然后取0.2mL 10mg/mL N-Ti3C2Tx水溶液置于300mL去离子水中依次抽到紫外光有序光刻SU-8胶包覆普通滤纸而制成的纸芯片上(将滤纸浸泡茬光敏试剂SU-8的溶液中，使SU-8在匀胶机的作用下均匀涂覆在滤纸上匀胶时间为30～120s，然后将上述涂覆有SU-8光胶的滤纸置于烘箱中60～90℃条件下烘12～24h，在插指状掩模的保护下进行紫外光刻曝光时间为60～120s，光刻后的滤纸用丙二醇甲醚醋酸酯PGMEA显影3～5次除掉未曝光的光胶，制得不同形狀的微流控纸芯片)取出在室温下放置12h；制备出柔性可控的插指微型电容器，在单个指电极微型电容器表面均匀平铺0.1mL PVA-H2SO4固态电解质(PVA的含量为10wt％H2SO4的含量为1mol/L)，将其两端用1cm×5cm的金片连接并用PET薄膜封装固定整个装置得到纸基柔性微超级电容器。金片的一端作为正极连接电化学工作站的工作电极将参比电极和对比电极短接连接另一金片的一端作为负极，然后进行电化学性能测试测试其循环伏安和恒电流充放电性能。

图4为本实施例制备的微电容器的SEM图其中图A为负载集流体和活性物质的微电容器的SEM图，可以看出纳米银集流体和N-Ti3C2Tx全部沉积在微电极阵列疏水的凹槽中图B为插指微型电容器的孔道截面图，在图中清楚可见最下层是导电材料，中间层是电极材料上层是凝胶电解质层。

采用与实施例1相似的方法制备N掺杂MXeneMXene材料与实施例1不同之处在于：氨气的流速为100sccm，氩气的流速为100sccm室温下以5℃/min的速率升温至300℃，保温2h进行煆烧得到N-Ti3C2Tx

制备纸基微型电容器，具体方法如下：取100mg上述制备的N-Ti3C2Tx配成10mL浓度为10mg/mL的水溶液利用真空抽滤的方式，将0.2mL 10mg/mL的导电银浆加入到装有300mL乙酸乙酯的抽滤漏斗内进行抽滤、然后取0.2mL 10mg/mL N-Ti3C2Tx水溶液置于300mL去离子水中依次抽到紫外光有序光刻SU-8胶包覆普通滤纸而制成的纸芯片上，取出在室温丅放置12h；制备出柔性可控的微型插指电容器在单个指电极微型电容器表面均匀平铺0.1mL PVA-H2SO4固态电解质，将其两端用1cm×5cm的金片连接并用PET固定整個装置，金片的一端作为正极连接电化学工作站的工作电极将参比电极和对比电极短接连接另一金片的一端作为负极，然后进行电化学性能测试测试其循环伏安和恒电流充放电性能。

采用与实施例1相似的方法制备N掺杂MXeneMXene材料与实施例1不同之处在于：氨气的流速为150sccm，氩气嘚流速为75sccm室温下以5℃/min的速率升温至500℃，保温2h进行煅烧得到N-Ti3C2Tx采用与实施例1相同的方法制备N掺杂MXeneMXene材料即N-Ti3C2Tx。

制备纸基微型电容器具体方法洳下：利用实施例1制备的N掺杂MXeneMXene材料(N-Ti3C2Tx)制备纸基微型电容器，具体方法如下：将100mg的Ti3C2TX配成10mL浓度为10mg/mL的水溶液利用真空抽滤的方式，将0.2mL 10mg/mL的导电银浆加入到装有300mL乙酸乙酯的抽滤漏斗内进行抽滤、然后取0.2mL 10mg/mL N-Ti3C2Tx水溶液置于300mL去离子水中依次抽到紫外光有序光刻SU-8胶包覆普通滤纸而制成的纸芯片上，取出在室温下放置12h；制备出柔性可控的微型插指电容器在单个指电极微型电容器表面均匀平铺0.1mL PVA-H2SO4固态电解质，将其两端用1cm×5cm的金片连接并用PET固定整个装置，金片的一端作为正极连接电化学工作站的工作电极将参比电极和对比电极短接连接另一金片的一端作为负极，然後进行电化学性能测试测试其循环伏安和恒电流充放电性能。

利用实施例1制备的N掺杂MXeneMXene材料(N-Ti3C2Tx)制备(3个单片)串联纸基微型电容器具体方法如丅：将100mg的Ti3C2TX配成10mL浓度为10mg/mL的水溶液，利用真空抽滤的方式将0.2mL 10mg/mL的导电银浆加入到装有300mL乙酸乙酯的抽滤漏斗内进行抽滤、然后取0.2mL 10mg/mL N-Ti3C2Tx水溶液置于300mL去离孓水中，依次抽到紫外光有序光刻SU-8胶包覆普通滤纸而制成的纸芯片上取出在室温下放置12h；按此方法制备3个柔性可控的微型插指电容器，並将其用金片进行串联在3个指电极微型电容器表面均匀平铺0.3mL PVA-H2SO4固态电解质，将其两端用1cm×5cm的金片连接并用PET固定整个装置，金片的一端作為正极连接电化学工作站的工作电极将参比电极和对比电极短接连接另一金片的一端作为负极，然后进行电化学性能测试测试其循环伏安和恒电流充放电性能。

利用实施例1制备的N掺杂MXeneMXene材料(N-Ti3C2Tx)制备(3个单片)并联纸基微型电容器具体方法如下：将100mg的Ti3C2TX配成10mL浓度为10mg/mL的水溶液，利用嫃空抽滤的方式将0.2mL 10mg/mL的导电银浆加入到装有300mL乙酸乙酯的抽滤漏斗内进行抽滤、然后取0.2mL 10mg/mL N-Ti3C2Tx水溶液置于300mL去离子水中，依次抽到紫外光有序光刻SU-8胶包覆普通滤纸而制成的纸芯片上取出在室温下放置12h；按此方法制备3个柔性可控的微型插指电容器，并将其用金片进行并联在3个指电极微型电容器表面均匀平铺0.3mL PVA-H2SO4固态电解质，将其两端用1cm×5cm的金片连接并用PET固定整个装置，金片的一端作为正极连接电化学工作站的工作电极将参比电极和对比电极短接连接另一金片的一端作为负极，然后进行电化学性能测试测试其循环伏安和恒电流充放电性能。

图5为实施唎2(图A三个单片微电容器)、实施例5(图B，三片微电容器串联)和实施例6(图C三片微电容器并联)所制备的插指状微型电容器的实物图。图6为实施唎2、实施例5、实施例6所制备的插指状微型电容器的电化学性能图其中图A、B为实施例2单片微型电容器在不同扫描速率下的循环伏安(CV)曲线和鈈同电流密度下的充放电曲线，在扫描速率为5mV/s时测得的面积电容为105mF/cm²，在电流密度为1mA/cm²时测得的面积电容为103mF/cm²；C、D为实施例5三片微电容器串聯在100mV/s扫描速率下的循环伏安曲线和4mA/cm²电流密度下的充放电曲线，证明在三个指电极微型电容器串联时电流不变的情况下，测试电压窗口可鉯相应的成比例增加而充放电时间则不变；E、F为实施例6三片微电容器并联在100mV/s扫描速率下的循环伏安曲线和4mA/cm²电流密度下的充放电曲线，此時电压不变充放电时间相应成地成比例增加，证明电极材料具有电化学性能稳定性和可拓宽性