[發明專利]含氮中熵或高熵MAX相材料及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202210053781.5
• 申請日: 2022-01-18
• 公開（公告）號: CN114180970B
• 公開（公告）日: 2023-06-02
• 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: C04B35/58
• 分類號: C04B35/58;C04B35/622
• 代理公司: 北京譜帆知識產權代理有限公司 11944
• 代理人: 張慧娟;王芊雨

1.一種含氮中熵或高熵MAX相材料的制備方法，其特征在于，所述含氮中熵或高熵MAX相材料中，所述M選自IIIB、IVB、VB、VIB、VIIB、VIII、IB、IIB族中的至少四種金屬元素；A為Al元素；X元素為氮元素，及IIIA、IVA、VA和VIA中的至少一種非金屬元素；

所述制備方法的步驟包括：

以至少一種含氮的MAX相和數種不含氮的MAX相作為原料進行反應；其中，所述MAX相中的M的元素種類之和為四種以上，制備得到含氮中熵或高熵MAX相材料；

或，以至少一種含氮的MAX相、數種過渡金屬的單質或化合物和A的單質或化合物作為原料進行反應，所述MAX相中M的元素種類與所述數種過渡金屬的元素種類之和為四種以上，制備得到含氮中熵或高熵MAX相材料。

2.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述含氮的MAX相中，X為碳和氮元素；

和/或，所述M或所述過渡金屬選自Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Fe、Co、Ni、Pt、Au、Ag、Pd、Cu或Bi元素；

和/或，所述過渡金屬的化合物為過渡金屬的碳化物。

3.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，在進行所述反應之前，還包括：

研磨步驟：將所述各原料進行研磨處理；

和/或，壓制步驟：將所述各原料進行壓制形成。

4.如權利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述壓制的加壓壓力介于10MPa至50MPa。

5.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述反應的溫度介于600℃至3000℃之間；

和/或，反應時間介于1h～20h。

6.如權利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述反應的溫度介于1000℃至1700℃。

7.如權利要求2所述的制備方法，其特征在于，制備得到的所述含氮中熵或高熵MAX相材料中，原子比C:N為(1-x):x，其中，(0x1)；

和/或，制得的所述含氮中熵或高熵MAX相材料中M的元素種類為四、五或六種。

8.一種含氮中熵或高熵二維材料的制備方法，其特征在于，步驟包括：

將根據權利要求1至7中任一項所述的制備方法得到的含氮中熵或高熵MAX相材料與刻蝕劑進行反應，刻蝕其中的A成分，得到含氮中熵或高熵二維材料。

9.如權利要求8所述的制備方法，其特征在于，所述刻蝕劑為鹵族單質、鹵族氫化物、或氮族氫化物中的一種或多種；

或，所述刻蝕劑為鹵化氫溶液、酸溶液+鹵化鹽體系、或鹵族金屬鹽。

10.如權利要求8或9所述的制備方法，其特征在于，所述反應為氣相法刻蝕，所述刻蝕劑為氣相，或者能夠轉變為氣相進行刻蝕；

和/或，得到的所述含氮中熵或高熵二維材料的片層厚度介于2nm至10nm之間。

11.一種根據權利要求1至7中任一項所述的制備方法得到的含氮中熵或高熵MAX相材料；或，根據權利要求8至10中任一項所述的制備方法得到的含氮中熵或高熵二維材料，在催化、傳感器、電子器件、超級電容器、電池、電磁屏蔽、吸波材料、耐腐蝕材料、或超導材料的應用。

12.一種含氮中熵或高熵MAX相材料，其特征在于，采用如權利要求1至7中任一項所述的制備方法得到。