[發(fā)明專利]黑磷量子點(diǎn)/碳化鈦納米片復(fù)合材料的制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711347918.3
• 申請(qǐng)日: 2017-12-15
• 公開（公告）號(hào): CN108199015B
• 公開（公告）日: 2020-11-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊金虎;孟瑞晉;黃繼梅;劉光磊;祖連海;徐夢(mèng)竹
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 同濟(jì)大學(xué)
• 主分類號(hào): H01M4/36
• 分類號(hào): H01M4/36;H01M4/62
• 代理公司: 上?？剖⒅R(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31225
• 代理人: 陳亮

1.一種黑磷量子點(diǎn)/碳化鈦納米片復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，該方法采用以下步驟：

(1)利用酸對(duì)Ti₃AlC₂進(jìn)行刻蝕得到Ti₃C₂，然后在水中超聲得到單層或少層的Ti₃C₂納米片并將其凍干；

(2)黑磷塊在排除空氣的有機(jī)溶劑中超聲剝離得到黑磷量子點(diǎn)；

(3)將步驟(1)制備的Ti₃C₂納米片與步驟(2)得到的帶有黑磷量子點(diǎn)的有機(jī)溶液混和，隨后進(jìn)行超聲、攪拌、干燥處理制備得到黑磷量子點(diǎn)/Ti₃C₂納米片復(fù)合材料，其中黑磷量子點(diǎn)的三維尺寸均小于10nm，Ti₃C₂納米片厚度為10～100nm；

步驟(2)中所述的有機(jī)溶劑為N-甲基吡咯烷酮、二甲基亞砜、N,N-二甲基甲酰胺、乙醇、丙酮、異丙醇或四氫呋喃，黑磷塊在排除空氣的有機(jī)溶劑中超聲4～24h，超聲功率為200～600W；

步驟(3)中室溫超聲10～30min，Ti₃C₂納米片在含黑磷量子點(diǎn)的有機(jī)溶液中排除空氣攪拌1～72h,在大于8000rpm的條件下高速離心，取下層真空干燥。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種黑磷量子點(diǎn)/碳化鈦納米片復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，步驟(1)中采用的酸為含氟酸，在水中超聲10～60min，超聲功率為60～200W。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種黑磷量子點(diǎn)/碳化鈦納米片復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，步驟(3)的有機(jī)溶液中黑磷量子點(diǎn)的濃度為0.01～1mg/mL，Ti₃C₂納米片與有機(jī)溶液的比例關(guān)系為20～1000mg/10～1000mL。

4.如權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述制備方法得到的黑磷量子點(diǎn)/碳化鈦納米片復(fù)合材料的應(yīng)用，以涂在銅片上的黑磷量子點(diǎn)/Ti₃C₂納米片復(fù)合材料作為能源電池的工作電極，以金屬箔片為對(duì)電極和參比電極，以玻璃微纖維過濾膜為隔膜，以有機(jī)溶液為電解液，在充滿高純氬氣的手套箱中組裝成紐扣電池。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的黑磷量子點(diǎn)/碳化鈦納米片復(fù)合材料的應(yīng)用，其特征在于，所述的能源電池為鋰離子電池、鈉離子電池或鉀離子電池。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的黑磷量子點(diǎn)/碳化鈦納米片復(fù)合材料的應(yīng)用，其特征在于，所述的金屬箔片為金屬鋰、金屬鈉或金屬鉀。

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的黑磷量子點(diǎn)/碳化鈦納米片復(fù)合材料的應(yīng)用，其特征在于，所述的有機(jī)溶液為L(zhǎng)iPF₆的碳酸乙烯酯和碳酸二乙酯的混合液，NaClO₄的碳酸二甲酯和碳酸丙烯酯的混合液，KPF₆的二甘醇二甲醚溶液。

8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的黑磷量子點(diǎn)/碳化鈦納米片復(fù)合材料的應(yīng)用，其特征在于，所述的隔膜為市售的Whatman1823-047、Whatman1825-047或Celgard2400。