[發(fā)明專利]一種自支撐MXene/MWCNT柔性復(fù)合薄膜及其制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110508389.0
• 申請(qǐng)日: 2021-05-11
• 公開（公告）號(hào): CN113223776B
• 公開（公告）日: 2022-11-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳人杰;潘新慧;范二莎;李麗;吳鋒
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京理工大學(xué)前沿技術(shù)研究院
• 主分類號(hào): H01B13/00
• 分類號(hào): H01B13/00;H01B5/14;H01G11/86;H01G11/24;H01G11/26;H01G11/30;H01G11/32;H01G11/36;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 北京高沃律師事務(wù)所 11569
• 代理人: 趙琪

1.一種自支撐MXene/MWCNT柔性復(fù)合薄膜的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

將Ti₂CT_x MXene膠體溶液在復(fù)合纖維濾膜上進(jìn)行第一過(guò)濾，形成第一薄膜層；

將多壁碳納米管分散液在所述第一薄膜層上進(jìn)行第二過(guò)濾，形成第一MWCNT層；

在所述第一MWCNT層上依次循環(huán)重復(fù)所述第一過(guò)濾和第二過(guò)濾，最后再過(guò)濾所述Ti₂CT_xMXene膠體溶液，得到復(fù)合薄膜；

將所述復(fù)合薄膜進(jìn)行真空冷凍干燥后去除所述復(fù)合纖維濾膜，得到所述自支撐MXene/MWCNT柔性復(fù)合薄膜；所述真空冷凍干燥的溫度為-60～-80℃，時(shí)間為12～24h；

所述自支撐MXene/MWCNT柔性復(fù)合薄膜中Ti₂CT_x MXene與多壁碳納米管的質(zhì)量比為1:5～15。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述循環(huán)重復(fù)的次數(shù)為3～20次。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述多壁碳納米管分散液由包括以下步驟的方法制得：

將多壁碳納米管和混酸混合后依次進(jìn)行水稀釋、洗滌和干燥，得到酸化MWCNT，所述混酸包括濃硫酸和濃硝酸；

將十二烷基苯磺酸鈉與水混合，得到十二烷基苯磺酸鈉水溶液；

將所述酸化MWCNT與十二烷基苯磺酸鈉水溶液混合，得到所述多壁碳納米管分散液。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述濃硫酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為65％，所述濃硝酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98％，所述混酸中濃硫酸和濃硝酸的體積比為3～5:1，所述多壁碳納米管與混酸的用量比為1g：400mL。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述酸化MWCNT與十二烷基苯磺酸鈉水溶液中十二烷基苯磺酸鈉的質(zhì)量比為100:0.1～5。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述Ti2CTx MXene膠體溶液由包括以下步驟的方法制得：

將LiF和HCl溶液混合進(jìn)行反應(yīng)，得到氟化氫酸性溶液；

將Ti₂AlC粉末與所述氟化氫酸性溶液進(jìn)行刻蝕反應(yīng)，將所得刻蝕產(chǎn)物進(jìn)行離心水洗，得到固體物料；

將所述固體物料與乙醇混合后進(jìn)行超聲剝離，得到剝離處理的Ti₂CT_x溶液；

將所述剝離處理的Ti₂CT_x溶液離心，得到所述Ti₂CT_xMXene膠體溶液。

7.權(quán)利要求1～6任一項(xiàng)所述制備方法制得的自支撐MXene/MWCNT柔性復(fù)合薄膜。

8.權(quán)利要求7所述的自支撐MXene/MWCNT柔性復(fù)合薄膜作為電極材料的應(yīng)用。