一种N掺杂MXene材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种N掺杂MXene材料及其制备方法和应用，所述N掺杂MXene材料由MAX相陶瓷材料经刻蚀除去A原子层后再插层、剥离得到单层或少层的MXene，再置于氨气和氩气的混合气中进行煅烧得到。本发明专利技术提供的N掺杂MXene材料具有单层片状结构，有利于电解质离子的传输速率，N元素均匀包覆在MXene层表面，提高了MXene本身的赝电容和导电性，降低了其各向异性，使MXene排列更为紧凑规整，并且N元素包覆MXene片层的表面，使其暴露更多的电化学活性位点，为电解质离子的传输和交换提供了更大的便利，N掺杂MXene材料具有更优异的电化学性能，以及超高的比电容。

【技术实现步骤摘要】
一种N掺杂MXene材料及其制备方法和应用
本专利技术涉及微型超级电容器领域，具体涉及一种N掺杂MXene材料及其制备方法和在纸基微型电容器中的应用。
技术介绍
过渡金属碳化物(MXenes)材料于2011年被美国Drexel大学研究人员YuriGogotsi和MichelBarsoum所发现，是继石墨烯之后二维材料家族的新成员。MXenes材料主要通过选择性刻蚀三元层状化合物材料MAX中A原子层(A代表IIIA和IVA族元素)而得到。将MAX中的A原子层选择性刻蚀掉之后，就可以得到形貌类似于膨胀石墨的多层MXene(Mn+1XnTx)结构，其中M代表前过渡金属元素(Sc，Ti，Zr，Hf，V，Nb，Ta，Cr，Mo等)，X代表碳或氮元素，n＝1，2或3，Tx则代表表面吸附的官能团(-O，-OH，或-F)。MXene外观酷似三明治，由氧化物与导电的碳及金属填充物构成，而氧化物相当于三明治中的面包，将填充物夹在中间。MXenes材料理论上具有接近金属的电子导电率，这一性质远高于过渡金属氧化物/硫化物、石墨烯等其他二维材料，高导电性的特性完美契合了超级电容器以及赝电容电容器对电极材料的要本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种N掺杂MXene材料，其特征在于，所述N掺杂MXene材料由MAX相陶瓷材料经刻蚀除去A原子层后再插层、剥离得到单层或少层的MXene，再置于氨气和氩气的混合气中进行煅烧得到。

【技术特征摘要】
1.一种N掺杂MXene材料，其特征在于，所述N掺杂MXene材料由MAX相陶瓷材料经刻蚀除去A原子层后再插层、剥离得到单层或少层的MXene，再置于氨气和氩气的混合气中进行煅烧得到。2.根据权利要求1所述的N掺杂MXene材料，其特征在于，所述MAX相陶瓷材料为Ti3C2Al粉体，粒径为300～500目。3.根据权利要求1所述的N掺杂MXene材料，其特征在于，所述氨气和氩气的混合气中氨气和氩气的体积比为1/2～2/1。4.根据权利要求1所述的N掺杂MXene材料，其特征在于，所述煅烧工艺条件为：室温下以2～10℃/min的速率升温至200～500℃，保温2～3h。5.一种根据权利要求1-4任一所述的N掺杂MXene材料的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：1)将MAX相陶瓷材料浸泡于氢氟酸水溶液中，于30～38℃搅拌80～100h刻蚀除去MAX相陶瓷材料中的A原子层，然后水洗离心至水洗液中pH值大于6，得到多层MXene相材料，然后将多层MXene相材料在室温下置于二甲亚砜中进行搅拌插层处理，随后水介质条件离心，最后超声剥离、真空干燥得到单层或少层的MXen...

【专利技术属性】
技术研发人员：周爱军，孙贺雷，孙义民，曾伟，王若冲，
申请(专利权)人：武汉工程大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42