[發明專利]基于二次刻蝕法制備高刻蝕率和高剝離率的少層Ti3

有效

• 申請號: 202011115819.4
• 申請日: 2020-10-19
• 公開（公告）號: CN112194134B
• 公開（公告）日: 2022-02-15
• 發明（設計）人: 劉柏雄;李聰;劉智平;任世剛;周少勇
• 申請（專利權）人: 江西理工大學
• 主分類號: C01B32/921
• 分類號: C01B32/921;B82Y40/00
• 代理公司: 西安知誠思邁知識產權代理事務所(普通合伙) 61237
• 代理人: 麥春明

本發明公開了基于二次刻蝕法制備高刻蝕率和高剝離率的少層Ti₃C₂T_x材料的方法，具體包括以下步驟：Ti₃AlC₂經HF水溶液預刻蝕得到預刻蝕產物；配置LiF和HCl反應后形成的鹽溶液作為二次刻蝕劑；將預刻蝕產物浸沒在二次刻蝕劑中進行二次刻蝕得到二次刻蝕產物；二次刻蝕產物經處理得到高刻蝕率和高剝離率的少層Ti₃C₂T_x材料。本發明基于二次刻蝕法制備高刻蝕率和高剝離率的少層Ti₃C₂T_x材料的方法實現了少層Ti₃C₂T_x在水溶液中的高效剝離與分散，無需后期對Ti₃C₂T_x進行長時間超聲剝離，提高了少層Ti₃C₂T_x的制備效率和產品性能，擴大了少層Ti₃C₂T_x的功能化應用范圍。

技術領域

本發明屬于2D納米材料技術領域，涉及基于二次刻蝕法制備高刻蝕率和高剝離率的少層Ti₃C₂T_x材料的方法。

背景技術

二維層狀過渡金屬碳化物納米片Ti₃C₂T_x具有良好的導電性和親水性，可運用在鋰離子電池、超級電容器、催化劑、傳感器、聚合物中的增強材料、吸附材料與電磁干擾屏蔽等領域。Ti₃C₂T_x由刻蝕劑（如HF、LiF+HCl的鹽溶液、NH₄HF₂等）將Ti₃AlC₂相中的Al原子移除而得，其中T_x表示Ti₃AlC₂被刻蝕后附著在其表面的官能團（-OH、-F、=O）。

目前，Ti₃C₂T_x納米片主要經刻蝕、超聲/插層、剝離處理制備而得。現有刻蝕技術通常選擇HF或者LiF+HCl的鹽溶液作為刻蝕劑，無論采取哪種刻蝕劑，其制備反應過程如下：2Ti₃AlC₂+6HF=2AlF₃+3H₂+2Ti₃C₂；不難看出，有效刻蝕成分均為HF去參與化學反應以去除Al原子，產物大多數為多層Ti₃C₂T_x或者還未刻蝕完全Ti₃AlC₂，少層Ti₃C₂T_x得率較低；而Ti₃C₂T_x的功能化應用又大多采用少層Ti₃C₂T_x，因此，刻蝕完成后為得到少層Ti₃C₂T_x常采取長時間超聲、插層、剝離等處理方法。