[發明專利]碳化釩鈦MXene材料及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202210551843.5
• 申請日: 2022-05-18
• 公開（公告）號: CN114804106A
• 公開（公告）日: 2022-07-29
• 發明（設計）人: 周敏;唐新鋒;張慧;朱艷華;翟興吾
• 申請（專利權）人: 中國科學技術大學
• 主分類號: C01B32/907
• 分類號: C01B32/907;B82Y40/00;A61K41/00;A61P35/00
• 代理公司: 廣州廣典知識產權代理事務所(普通合伙) 44365
• 代理人: 曾銀鳳

1.一種碳化釩鈦MXene材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)陶瓷相材料的制備：將釩粉、鈦粉、鋁粉和碳粉在有機溶劑中混合，再經過球磨、干燥后在氬氣氣氛下以及溫度為1350℃-1500℃的條件下反應1小時-4小時，得到陶瓷相材料；

(2)刻蝕：將所述陶瓷相材料與氫氟酸水溶液攪拌反應；將反應后的懸濁液離心，再將所得沉淀清洗至上清液至中性，將沉淀干燥，得到多層碳化釩鈦；

(3)插層：將所述多層碳化釩鈦分散到含有插層劑的水溶液中，攪拌4小時-48小時，離心清洗，得有機分子插層的碳化釩鈦；

(4)剝離：將所述有機分子插層的碳化釩鈦分散到水中，在惰性氣體保護下超聲，然后將超聲后得到的溶液離心，取上清液，即得所述碳化釩鈦MXene材料。

2.根據權利要求1所述的碳化釩鈦MXene材料的制備方法，其特征在于，所述釩粉、鈦粉、鋁粉和碳粉的摩爾比為2n:2(1-n):1:1；其中，0n1；

優選地，所述釩粉、鈦粉、鋁粉和碳粉的摩爾比為1:0.8-1.2:1:1

優選地，所述釩粉、鈦粉、鋁粉和碳粉的摩爾比為1:1:1:1。

3.根據權利要求1所述的碳化釩鈦MXene材料的制備方法，其特征在于，步驟(1)所述反應的溫度為1400℃-1500℃，反應的時間為1.5小時-2.5小時；和/或，

步驟(1)中所述有機溶劑為乙醇，所述釩粉、鈦粉、鋁粉和碳粉的總量與乙醇的配比為1g：1.5mL-2.5mL；和/或，

步驟(1)中所述球磨的工藝條件包括：轉速為300-500rpm，球料比為2-4:1，球磨時間為5-8h；和/或，

步驟(1)中所述干燥的條件包括：真空度為10Pa-1000Pa，溫度為70℃-90℃，時間為3h-5h；和/或，

步驟(2)中所述陶瓷相材料和氫氟酸水溶液的配比為1g：8mL-12mL，所述氫氟酸水溶液的質量濃度為10-50％；和/或，

步驟(2)中所述反應的溫度為20℃-60℃，反應的時間為24小時-80小時；和/或，

步驟(2)中所述離心的條件包括：轉速為3000rpm-8000rpm，時間為1min-20min；和/或，

步驟(3)中所述插層劑為四甲基氫氧化銨和/或四丁基氫氧化銨；和/或，

步驟(3)中所述攪拌的時間為20小時-28小時；和/或，

步驟(3)中所述多層碳化釩鈦與所述含有插層劑的水溶液的配比為1g：8mL-12mL，所述含有插層劑的水溶液中所述插層劑的質量濃度為10％-50％；和/或，

步驟(3)中所述離心的條件包括：轉速為3000rpm-8000rpm，時間為2min-30min；和/或，

步驟(4)中所述有機分子插層的碳化釩鈦與水的配比為1g:20mL-500mL；和/或，

步驟(4)中所述離心的條件包括：溫度為0℃-10℃，離心轉速為3000rpm-8000rpm，離心時間30-120min；和/或，

步驟(4)中所述超聲的條件包括：超聲功率為50W-1500W，時間為1-8小時；

優選地，步驟(4)中所述超聲的條件包括：超聲功率為800W-1000W，時間為3-5小時。

4.一種碳化釩鈦MXene材料，其特征在于，由權利要求1-3任一項所述的制備方法制備得到。

5.一種碳化釩鈦MXene材料，其特征在于，所述碳化釩鈦MXene材料的分子式為(V_nTi_1-n)₂C，其中，0n1；優選地，所述碳化釩鈦MXene材料的分子式為(V_0.5Ti_0.5)₂C。

6.根據權利要求4或5所述的碳化釩鈦MXene材料，其特征在于，所述碳化釩鈦MXene材料的尺寸為50nm-3000nm，優選為80nm-120nm。

7.一種碳化釩鈦MXene材料/蛋白復合物，其特征在于，由權利要求4-6任一項所述的碳化釩鈦MXene材料和蛋白制備得到。