[發明專利]基于Ti2

有效

• 申請號: 201810427853.1
• 申請日: 2018-05-07
• 公開（公告）號: CN108529667B
• 公開（公告）日: 2020-04-28
• 發明（設計）人: 劉毅;李樊;張利鋒;鄭鵬;原曉艷;王曉飛;霍京浩;郭守武
• 申請（專利權）人: 陜西科技大學
• 主分類號: C01G23/00
• 分類號: C01G23/00
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 劉國智

基于Ti₂AlC制備不同形貌鈦酸鹽的方法，將Ti₂AlC粉末與一定濃度和質量的堿液混合攪拌，在一定的溫度條件下進行水熱反應一段時間，所得產物過濾，洗滌，干燥，得到不同形貌的鈦酸鹽，一方面堿可以與鈦層反應形成鈦酸鹽，同時堿可以和Al層反應利于Al的去除，從而實現結構的重塑，最終形成鈦酸鹽和碳的復合材料，能夠制備不同形貌的鈦酸鹽，所制備的鈦酸鹽形貌可控、尺寸均勻、分散性較好，具有方法簡單、形貌可控、易于重復的特點。

技術領域

本發明涉及納米材料制備技術領域，特別涉及一種基于Ti₂AlC 制備不同形貌鈦酸鹽的方法。

背景技術

MAX相是一種三維層狀晶體，通常表示為M_n+1AX_n(n＝1，2，3)，其中M代表過渡金屬元素，A主要為第三或第四主族元素，X為碳元素或氮元素。常見的MAX相有Ti₃AlC₂、Ti₂AlC。對Ti₃AlC₂、Ti₂AlC 進行選擇性刻蝕Al層可對應得到層狀Ti₃C₂、Ti₂C，這種鈦基的層狀材料由于合適的層間距，低的工作電壓以及化學穩定性成為電化學方面的研究熱點，其顯微形貌決定電化學性能表現。常見堿化法制備鈦酸鹽以鈦酸四丁酯、四氯化鈦為鈦源，此外文獻1[Acs Nano,2017, 11(5).]Dong等基于Ti₃C₂通過加入H₂O₂、NaOH或KOH水熱氧化制備出鈦酸鹽納米帶，進步拓展了鈦酸鹽的制備，將其應用于新型鈉離子電池和鉀離子電池表現出優異的性能。文獻2[Advanced Energy Materials,2017,7(18).]Zou等直接將Ti₃SiC₂作為前驅體通過KOH水熱處理得到一種核殼結構，通過后續的還原處理進一步提升其電化學性能。文獻3[Nano Energy,2018,46:20-28.]Huang等通過 Ti3C2-MXene在室溫下攪拌進行轉化反應，制備了生長在二維Ti₃C₂納米片上的一維非晶態Na_0.23TiO₂納米帶的夾心狀Na_0.23TiO₂/Ti₃C₂復合材料。由一維超薄納米帶、二維導電納米片和三維三明治結構組成的夾心狀Na_0.23TiO₂/Ti3C₂復合材料表現出優異的電化學性能。以上技術多為兩步法，相較于一步法，工藝流程較為復雜。

發明內容

為了克服上述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種基于 Ti₂AlC制備不同形貌鈦酸鹽的方法，能夠制備不同形貌的鈦酸鹽，具有方法簡單、形貌可控、易于重復的特點。

為了達到上述目的，本發明采取的技術方案為：

基于Ti₂AlC制備不同形貌鈦酸鹽的方法，步驟如下：

將粒徑小于48μm的Ti₂AlC粉末與濃度為0.5～50mol/L的堿液混合攪拌，Ti₂AlC粉末與堿液的質量比為1：(150～570)，在120～200℃溫度條件下進行水熱反應4～24h，所得產物過濾，洗滌，干燥，得到不同形貌的鈦酸鹽。

所制備的鈦酸鹽形貌為柱狀、棒狀以及片狀。

所述堿液的濃度在42～50mol·L^-1，Ti₂AlC粉末與堿液的質量比為1：(504～570)，在120～200℃溫度條件下進行水熱反應4h～ 24h，所得產物過濾，洗滌，干燥，可得到的柱狀鈦酸鹽。