一种二维氮化钛‑碳纳米管复合膜及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种二维氮化钛‑碳纳米管复合膜及其制备方法，属于膜制备领域。该方法包括以下步骤：（1）先将酸溶液与锂盐混合搅拌，再加入Ti4AlN3粉末，搅拌，离心，干燥，即可得到Ti4N3粉末；（2）将Ti4N3粉末与水混合，超声，即可得到Ti4N3纳米片溶液；（3）将Ti4N3纳米片溶液与碳纳米管溶液混合，搅拌，再通过自组装技术，堆积到多孔基底上，干燥后即可得到一种二维氮化钛‑碳纳米管复合膜。本发明专利技术制备的二维氮化钛‑碳纳米管复合膜具导电性好，机械性能优异；该复合膜的制备方法简单、易操作、能耗低、成本低、适合大规模工业生产。

A two-dimensional titanium nitride carbon nanotube composite film and preparation method thereof

The invention discloses a two-dimensional titanium nitride carbon nanotube composite film and preparation method thereof, belonging to the field of preparation of film. The method comprises the following steps: (1) the first acid solution and lithium salt mixing, adding Ti4AlN3 powder, stirring, centrifugation, drying, Ti4N3 powder can be obtained; (2) Ti4N3 powder mixed with water, ultrasound, can obtain nano Ti4N3 solution; (3) the nano Ti4N3 solution with carbon nanotubes solution, stirring, and then through the self-assembly technique, piled up on porous substrate and dried to obtain a two-dimensional titanium nitride carbon nanotube composite film. Two dimensional titanium nitride carbon nanotube composite film prepared by the invention has good conductivity and excellent mechanical properties; the preparation method of the composite membrane is simple, easy operation, low energy consumption, low cost, suitable for large-scale industrial production.

【技术实现步骤摘要】
一种二维氮化钛-碳纳米管复合膜及其制备方法
本专利技术属于膜材料制备领域，具体涉及一种二维氮化钛-碳纳米管复合膜及其制备方法。
技术介绍
自石墨烯问世以来，各种各样的二维材料逐渐的被人们探索和开发出来了。例如氮化硼，过渡金属硫族化合物，层状金属氧化物，黑鳞烯，过渡金属碳（氮）化物等等。二维材料普遍具有较好的热稳定性、优良的机械性能以及与聚合物或者其他物质的相容性。因此，将其他材料与二维材料复合近年来也是研究热点之一。一种新型二维材料MXene，也被人们在2011年开发出来了，与石墨烯相比，MXene材料合成过程更简单，水溶性更好，导电性也更优异，而石墨烯与其他物质的复合材料已经被广泛的开发出来，并且应用于各个领域。例如石墨烯/碳纳米管复合膜已经广泛的应用于锂离子电池，钠离子电池，锂硫电池，锂空气电池，超级电容器和电催化等领域。然而，鉴于MXene的优异性能，MXene与碳纳米管的复合也具有很好的应用前景，MXene家族庞大，然而，目前还没有人将Ti4N3这种MXene与碳纳米管进行复合制备复合膜。因此，如何以一种简单的方法制备二维氮化钛/碳纳米管复合膜成为了研究热点。
技术实现思路
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【技术保护点】
一种二维氮化钛‑碳纳米管复合膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将酸溶液与锂盐混合，得混合液；然后将Ti4AlN3粉末加入到混合液中，搅拌均匀，离心洗涤，干燥，得到Ti4N3粉末；（2）将Ti4N3粉末溶解于水中，超声均匀，即可得到二维Ti4N3纳米片溶液；（3）将二维Ti4N3纳米片溶液与碳纳米管溶液混合，搅拌，再通过自组装技术，堆积到多孔基底上，干燥后即得到二维氮化钛‑碳纳米管复合膜。

【技术特征摘要】
1.一种二维氮化钛-碳纳米管复合膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将酸溶液与锂盐混合，得混合液；然后将Ti4AlN3粉末加入到混合液中，搅拌均匀，离心洗涤，干燥，得到Ti4N3粉末；（2）将Ti4N3粉末溶解于水中，超声均匀，即可得到二维Ti4N3纳米片溶液；（3）将二维Ti4N3纳米片溶液与碳纳米管溶液混合，搅拌，再通过自组装技术，堆积到多孔基底上，干燥后即得到二维氮化钛-碳纳米管复合膜。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述搅拌的温度为50~200℃，时间为10~72小时。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述的酸溶液为盐酸、硫酸和硝酸中的一种以上；所述的锂盐为氟化锂、氯化锂和溴化锂中一种以上；所述酸溶液与锂盐的体积质量比为200mL：（1~10g）。4.根据权利要求1所述的制备方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：王海辉，王莹，王素清，丁力，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东,44