[發(fā)明專(zhuān)利]一種MXene誘導(dǎo)生長(zhǎng)的納米氧化鐵復(fù)合材料、制備方法及其應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910160466.0
• 申請(qǐng)日: 2019-03-04
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109904426B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-11-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 雷達(dá);陳志金;周旭峰;劉兆平
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所;中國(guó)科學(xué)院大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H01M4/36
• 分類(lèi)號(hào): H01M4/36;H01M4/52;H01M4/62;H01M10/0525;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 趙青朵

1.一種MXene誘導(dǎo)生長(zhǎng)的納米氧化鐵復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：

A）將Ti₃AlC₂加入HF溶液中，進(jìn)行刻蝕，得到刻蝕產(chǎn)物；

B）將所述刻蝕產(chǎn)物與四甲基氫氧化銨溶液混合，進(jìn)行插層，然后再加入LiOH，進(jìn)行反應(yīng)，得到中間產(chǎn)物；

所述LiOH與所述刻蝕產(chǎn)物的質(zhì)量比為（0.04~0.09）：1；

C）將所述中間產(chǎn)物在水中分散，超聲1~1.5小時(shí)后離心，得到的上清液為MXene溶液；

所述MXene溶液中-OH官能團(tuán)含量為30~60%；

D）在所述MXene溶液中依次加入鐵鹽溶液和堿液，進(jìn)行原位生長(zhǎng)，得到的產(chǎn)物進(jìn)行退火處理，得到納米氧化鐵復(fù)合材料；

所述鐵鹽溶液包括鐵鹽和分散劑。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述刻蝕的溫度為50~70℃；

所述刻蝕的時(shí)間為12~36小時(shí)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，所述四甲基氫氧化銨溶液的質(zhì)量濃度為15~40%。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述鐵鹽為FeCl₃、Fe₂(SO₄)₃和Fe(NO₃)₃中的一種或幾種；

所述鐵鹽溶液中Fe³⁺的濃度為0.005~0.02mol/L。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述分散劑為聚乙烯吡咯烷酮、十六烷基三甲基溴化銨和聚二烯丙基二甲基氯化銨中的一種或幾種；

所述分散劑在所述鐵鹽溶液中的質(zhì)量濃度為0.1~0.5g/L。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述MXene溶液中MXene、鐵鹽溶液中鐵離子和堿液中的堿的摩爾比為（0.5~2）:1:3。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述原位生長(zhǎng)的溫度為40~60℃；

所述原位生長(zhǎng)的時(shí)間為3~5小時(shí)。

8.一種MXene誘導(dǎo)生長(zhǎng)的納米氧化鐵復(fù)合材料，按照權(quán)利要求1~7任意一項(xiàng)所述的制備方法制得。

9.一種如權(quán)利要求8所述的MXene誘導(dǎo)生長(zhǎng)的納米氧化鐵復(fù)合材料作為負(fù)極材料在鋰離子電池中的應(yīng)用。