[發明專利]一種MXene/NiCoP/NF復合材料的制備方法

有效

• 申請號: 202110386892.3
• 申請日: 2021-04-12
• 公開（公告）號: CN113096972B
• 公開（公告）日: 2023-10-03
• 發明（設計）人: 李生娟;夏營港;董永光;于沺沺;洛江紅;薛裕華
• 申請（專利權）人: 上海理工大學
• 主分類號: H01G11/86
• 分類號: H01G11/86
• 代理公司: 北京博爾赫知識產權代理事務所(普通合伙) 16045
• 代理人: 于武江

本發明公開了一種MXene/NiCoP/NF復合材料的制備方法，包括：首先通過一定量的氟化鋰和鹽酸制備出和氫氟酸產生一樣刻蝕的效果的溶液，然后將Ti₃AlC₂緩慢放入上述溶液進行刻蝕就會得到MXene材料；然后將上述制備的MXene材料、鎳鹽、鈷鹽溶入一定比例的去離子水和乙醇中攪拌一定時間，得到的混合溶液和泡沫鎳放入反應釜中進行水熱反應，干燥后得到的材料和一水合次亞磷酸鈉放入管式爐中在氬氣中進行退火得到MXene/NiCoP/NF復合材料。根據本發明，制作工藝簡單，成本低廉，安全性高，制備的材料電化學性能優異，有效克服了現有技術的工藝復雜、成本高、電極材料電化學性能差的特點。

技術領域

本發明涉及復合材料制備的技術領域，特別涉及一種MXene/NiCoP/NF復合材料的制備方法。

背景技術

能源在人類生存和發展的方方面面中均有應用，但其就像一把雙刃劍，在造福人類的生活的同時也給人類的生產生活帶來了負面影響。化石燃料(石油，煤炭和天然氣等)是當前社會的主要能源，但是其中含有大量的含氮、磷、硫等雜質，在燃燒的過程中會產生大量的有害氣體(SO₂，SO₃，NO，NO₂)，對環境造成惡劣的影響，進而破壞生態系統。同時化石燃料是一種不可再生資源，過度和不合理的開采使用總會造成能源的枯竭，因此尋找一種無污染、可再生、質量能量密度高的清潔能源具有非常重要的現實意義。超級電容器的基本結構主要有電極材料、電解液、隔膜和輔助材料組成。在超級電容器的各個成分中，電極表面的電化學活性物質是器件中最關鍵的組成部分，因為電極材料的種類和特征極大程度上決定了器件的整體性能表現以及應用前景。

超級電容器的電極材料根據儲能機制可以分為兩大類：一種是利用表面積和孔道進行物理吸附的雙電層電極材料，如碳材料、金屬有機框架等；另一類則是利用具有氧化還原活性的贗電容材料，如金屬氧化物和金屬氫氧化物、金屬有機框架以及導電聚合物、氮化物、磷化物、硫化物、氫氧化物等。過渡金屬磷化物(TMP)是以過渡金屬元素(Mn、Fe、Co、Mo、Ni等元素)與磷元素化合的一類化合物。1958年首次報道了TMP作為催化劑方面的應用，并在隨后的三十年間取得長足發展。當代TMP被發現在加氫脫硫和加氫脫氮領域，其催化能力可以與貴金屬鉑等元素相媲美，因此而被形象的譽為“類鉑材料”。近年來人們發現TMP擁有極高的電導率。根據劍橋大學晶體庫的數據，TMP中金屬與磷元素化合價均為0價，表現為較強的金屬性，因此TMP通常都保有較強的電導率(900-25000/(Ω·cm))。其電導率甚至要比石墨還要高(800/(Ω·cm))。正是由于TMP的高催化活性和高電導率，使得其在電化學領域擁有廣闊的應用前景。因此近幾年，TMP在電化學催化領域開辟了全新的方向。

發明內容

針對現有技術中存在的不足之處，本發明的目的是提供一種MXene/NiCoP/NF復合材料的制備方法，制作工藝簡單，成本低廉，安全性高，制備的材料電化學性能優異，有效克服了現有技術的工藝復雜、成本高、電極材料電化學性能差的特點。為了實現根據本發明的上述目的和其他優點，提供了一種MXene/NiCoP/NF復合材料的制備方法，包括：

S1、取氟化鋰和鹽酸溶液，在聚四氟乙烯反應釜中磁力攪拌；

S2、取Ti₃AlC₂緩慢加入步驟S1溶液中，在水浴條件下，磁力攪拌；

S3、將步驟S2中溶液超聲分散，然后用去離子水離心洗滌至中性；

S4、將步驟S3中洗滌中性的溶液用無水乙醇離心，收集墨綠色上清液；

S5、將上述墨綠色溶液進行冷凍干燥48h得到MXene。

S6、將泡沫鎳裁剪成2*4cm²，分別在丙酮溶液和鹽酸溶液浸，然后用去離子水和無水乙醇交叉洗滌，在真空干燥箱中干燥；