[發(fā)明專(zhuān)利]Ti2 在審
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 202110324718.6 | 申請(qǐng)日： | 2021-03-26 |
| 公開(kāi)（公告）號(hào)： | CN113060709A | 公開(kāi)（公告）日： | 2021-07-02 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 陳雙明;曹宇楊;魏世強(qiáng);宋禮 | 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人： | 中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) |
| 主分類(lèi)號(hào)： | C01B21/076 | 分類(lèi)號(hào)： | C01B21/076;H01M4/58;H01M4/1397;H01M10/0525;B82Y40/00 |
| 代理公司： | 中科專(zhuān)利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021 | 代理人： | 孫蕾 |
| 地址： | 230026 安*** | 國(guó)省代碼： | 安徽;34 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | ti base sub | ||
本發(fā)明公開(kāi)了一種Ti2N MXene納米材料的制備方法，該方法包括：將Ti2AlN、路易斯酸、熔融鹽研磨并均勻混合，得到第一混合粉末；對(duì)第一混合粉末進(jìn)行退火處理，得到退火后的第一混合粉末；利用過(guò)硫酸銨對(duì)退火后的第一混合粉末洗滌，經(jīng)離心、干燥后，得到Ti2N MXene。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及無(wú)機(jī)納米材料制備領(lǐng)域，尤其涉及一種Ti2N MXene納米材料的制備方法。
背景技術(shù)
MAX相是一類(lèi)三元的層狀化合物，通式為Mn+1AXn(n＝1,2,3)，其中M代表過(guò)渡金屬元素；A代表主族元素；X代表碳元素或氮元素。對(duì)MAX相材料進(jìn)行選擇性刻蝕A層原子后，通過(guò)剝離能夠得到新的二維MXene材料。該類(lèi)材料具有多樣的電學(xué)、磁學(xué)、熱電性能以及優(yōu)異的電化學(xué)、重金屬離子吸附等特性，在儲(chǔ)能材料、催化儲(chǔ)氫等領(lǐng)域存在廣闊的應(yīng)用前景。
目前，主要通過(guò)利用氫氟酸對(duì)A層進(jìn)行選擇性刻蝕，以得到對(duì)應(yīng)的氮化物MXene，這種方法不僅危險(xiǎn)，且難以實(shí)現(xiàn)。因此，亟需開(kāi)發(fā)新的將Ti2AlN刻蝕成Ti2N的制備方法。
發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提供一種Ti2N MXene納米材料的制備方法，該方法產(chǎn)率高，且容易大規(guī)模生產(chǎn)。
本發(fā)明提供一種Ti2N MXene納米材料的制備方法，包括：將Ti2AlN、路易斯酸、熔融鹽研磨并均勻混合，得到第一混合粉末；對(duì)第一混合粉末進(jìn)行退火處理，得到退火后的第一混合粉末；利用過(guò)硫酸銨對(duì)退火后的第一混合粉末洗滌，經(jīng)離心、干燥后，得到Ti2N MXene。
在一些實(shí)施例中，Ti2AlN、路易斯酸、熔融鹽的摩爾比為1:3:4。
在一些實(shí)施例中，路易斯酸包括以下之一：氯化鐵、氯化銅、氯化鈷。
在一些實(shí)施例中，熔融鹽包括氯化鉀和氯化鈉的混合物，氯化鉀和氯化鈉的摩爾比為1:1。
在一些實(shí)施例中，對(duì)第一混合粉末進(jìn)行退火處理包括：在氬氣氛圍下，對(duì)第一混合粉末材料進(jìn)行退火處理。
在一些實(shí)施例中，對(duì)第一混合粉末進(jìn)行退火處理的退火溫度為450℃～550℃，退火時(shí)長(zhǎng)為1～2h。
在一些實(shí)施例中，過(guò)硫酸銨的濃度為0.1～0.5mol/L。
本發(fā)明提供一種利用上述制備方法得到的Ti2N MXene納米材料。
本發(fā)明提供一種將上述Ti2N MXene納米材料應(yīng)用在鋰離子電池負(fù)極中的方法，該方法包括：將Ti2N Mxene、導(dǎo)電炭黑、粘結(jié)劑混合均勻，得到第二混合粉末；在第二混合粉末中加入N-甲基吡咯烷酮，研磨后得到活性物質(zhì)漿料；將活性物質(zhì)漿料刮涂在銅箔上，干燥后切成電極片，作為鋰離子電池負(fù)極使用。
在一些實(shí)施例中，Ti2N MXene、導(dǎo)電炭黑、粘結(jié)劑的摩爾比為7:2:1。
在一些實(shí)施例中，粘結(jié)劑包括聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯。
本發(fā)明提供一種Ti2N MXene納米材料的制備方法，利用路易斯酸在預(yù)設(shè)溫度下刻蝕Ti2AlN，制備得到Ti2N MXene。本發(fā)明制備過(guò)程簡(jiǎn)單，使用的原料來(lái)源廣泛、價(jià)格便宜，生產(chǎn)成本低；并且無(wú)需用到氫氟酸等高危險(xiǎn)的化學(xué)試劑，制備過(guò)程安全，對(duì)環(huán)境無(wú)害。
另外，本發(fā)明制備的Ti2N Mxene在用于鋰離子電池負(fù)極材料時(shí)表現(xiàn)出優(yōu)異的倍率性能和循環(huán)性能。
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