[發明專利]中熵MAX相材料、中熵二維材料及其制備方法

在審

• 申請號: 202110023870.0
• 申請日: 2021-01-08
• 公開（公告）號: CN112811906A
• 公開（公告）日: 2021-05-18
• 發明（設計）人: 楊樹斌;杜志國
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: C04B35/56
• 分類號: C04B35/56;C04B35/622;C01B32/90;B82Y40/00
• 代理公司: 北京匯澤知識產權代理有限公司 11228
• 代理人: 李巖

1.一種中熵MAX相材料，其化學通式為M_n+1AX_n，其特征在于，M元素為選自三或四種過渡金屬元素和鑭系元素，其中，所述M元素中含有至少兩種能夠形成固溶體的過渡金屬元素和鑭系元素；A元素為選自ⅦB、Ⅷ、ⅠB、ⅡB、IIIA、IVA、VA和VIA族元素中的至少一種；X元素為碳、氮、硼或氧元素中至少一種，n為1、2、3、4、5或6。

2.如權利要求1所述的中熵MAX相材料，其特征在于，所述M元素中至少兩種能夠形成固溶體的過渡金屬元素和鑭系元素，包括：Ti和Nb；和/或，Zr和Ta；和/或，Zr和V；和/或，Pt和Au；和/或，W和Mo。

3.如權利要求1所述的中熵MAX相材料，其特征在于，所述A為鋁、鎵、銦、鉛、硅、鍺、錫和硫中至少一種元素。

4.一種中熵MAX相材料的制備方法，其特征在于，包括步驟：

配料步驟：按照MAX相材料化學通式的中各元素的化學計量比確定稱取含有該元素的原料的需求量；

燒結步驟：將所述原料在保護氣氛下或真空環境下，預定溫度下燒結，得到中熵MAX相材料；其中，

所述MAX相材料的化學通式為M_n+1AX_n，M元素為選自三或四種過渡金屬元素或鑭系元素，所述M元素中含有至少兩種能夠形成固溶體的過渡金屬元素和鑭系元素；A元素為選自ⅦB、Ⅷ、ⅠB、ⅡB、IIIA、IVA、VA和VIA族元素中的至少一種；X元素為碳、氮、硼和氧元素中至少一種，且n為1、2、3、4、5或6。

5.如權利要求4所述的中熵MAX相材料的制備方法，其特征在于，在所述配料步驟的原料需求量中，所述M元素、所述A元素和所述X元素的摩爾比為（n+1）∶（1.05～1.2）∶n。

6.如權利要求4所述的中熵MAX相材料的制備方法，其特征在于，所述燒結步驟中，燒結溫度介于800℃～1500℃之間。

7.一種中熵二維材料，其特征在于，具有二維片層結構，其化學通式為M_n+1X_n，M元素為選自三或四種過渡金屬元素和鑭系元素，其中所述M元素中含有至少兩種能夠形成固溶體的過渡金屬元素和鑭系元素，X為碳、氮、硼和氧元素中至少一種，且n為1、2、3、4、5或6。

8.如權利要求7所述的中熵二維材料，其特征在于，所述至少兩種能夠形成固溶體的過渡金屬元素包括Ti和Nb；和/或，Zr和Ta；和/或，Zr和V；和/或，Pt和Au；和/或，W和Mo。

9.如權利要求7所述的中熵二維材料，其特征在于，所述A為鋁、鎵、銦、鉛、硅、鍺、錫和硫至少一種元素。

10.如權利要求7所述的中熵二維材料，其特征在于，所述二維片層結構的厚度介于1nm至20nm之間。

11.如權利要求7至10中任一項所述的中熵二維材料，其特征在于，所述中熵二維材料的表面含有官能團包括：-F、-Cl、-Br或-I的一種或多種。

12.一種中熵二維材料的制備方法，其特征在于，包括：

制備MAX相步驟：采用如權利要求4至6中任一項所述的中熵MAX相材料的制備方法制備得到中熵MAX相材料；

刻蝕步驟：將所述中熵MAX相材料與刻蝕劑發生反應，使所述刻蝕劑選擇性刻蝕掉MAX中的A組分，得到中熵二維材料。