一种基于纳米复合镀应用的MXene的制备方法、制备的MXene及应用技术

本发明专利技术提供了一种基于纳米复合镀应用的MXene的制备方法及其应用，该方法包括：将Ti2AlC装进二氧化锆球磨罐之中，球料比选定为8～15:1，每罐样品总重定为5～8克，充氩气密封罐，正转4～8分钟，反转1～2分钟，转速600～1500r/min，球磨时间15～60小时；该球磨产物在真空手套箱中开罐，并且按P与Ti2AlC1:1摩尔比加入红磷P，搅拌均匀，充氩气密封罐，正转4～8分钟，反转1～2分钟，转速600～1500r/min，球磨时间2～30小时；在真空手套箱中开罐，将产物直接倾倒进pH值3以下的水溶液之中，长时间后沉淀物即为目标物质，惰性保护气体封存。本发明专利技术还包括该MXene复合镀层以及镀覆有该镀层的配件，本发明专利技术的复合镀层以及镀覆有该镀层的配件具有优异的耐磨抗蚀等性能。

A preparation method, preparation and application of MXene based on nanocomposite plating application

【技术实现步骤摘要】
一种基于纳米复合镀应用的MXene的制备方法、制备的MXene及应用
本专利技术属于用金属材料对材料的镀覆领域，特别是涉及纳米复合镀应用的MXene的制备方法、制备的MXene及应用。
技术介绍
MXene作为不溶性颗粒的纳米复合镀层由于具有高性能、可大面积镀覆以及可以获得冶金法制备的无法比拟的新合金的特点，其研究备受关注。其中，现有MXene多采用强酸性或强碱性水溶液刻蚀法，通常具有大的横截面尺寸特征，作为不溶性颗粒易于变形而对复合镀不利。因此，很有必要研究一种基于纳米复合镀应用的MXene的制备方法。
技术实现思路
为解决现有技术的不足，本专利技术提供一种基于纳米复合镀应用的MXene制备方法——金属间铝化物力学磷化法制备新型组分。本专利技术具有MXene，用于纳米复合镀，其镀层可望具有优异的耐磨性及良好的抗蚀等性能。本专利技术涉及一种MXene的制备方法，其中，所述方法包括：将Ti2AlC装进二氧化锆球磨罐之中，球料比选定为8～15:1，每罐样品总重定为5～8克，充氩气密封罐，正转4～8分钟，反转1～2分钟，转速600～1500r/min，球磨时间15～60小时；所述球磨产物在真空手套箱中开罐，并且按P与Ti2AlC1:1摩尔比加入红磷P，搅拌均匀，充氩气密封罐，正转4～8分钟，反转1～2分钟，转速600～1500r/min，球磨时间2～30小时。在真空手套箱中开罐，将产物直接倾倒进pH值3以下的水溶液之中，长时间后沉淀物即为所述MXene，惰性保护气体封存。本专利技术还涉及根据所述方法制备的MXene纳米复合镀层，其不溶性颗粒为Ti2CMXene。本专利技术还涉及一种具有MXene复合镀层的的配件的制备方法，其中，所述方法包括使用所述Ti2CMXene不溶性颗粒施镀所述配件，所述施镀的方法为纳米复合镀。作为本专利技术的一种实施方式，所述纳米复合镀为化学复合镀或复合电沉积。作为本专利技术的一种优选实施方式，所述复合电沉积方法包括：0.2～4g/L所述Ti2CMXene不溶性颗粒在电镀液中电镀，所述电镀液包含有40g/LNiCl2·6H2O、0.8～1.6g/LNaBH4、20g/LNaOH、40ml/L乙二胺、35g/L酒石酸钾钠(NaKC4H4O6·4H2O)、0.08g/L硫酸铬(3CdSO4·8H2O)；所述电沉积条件为pH13.5、镀液温度40～60℃、阴极电流密度2～6A/dm2、电镀时间2h、搅拌器转速150-250转/min。作为本专利技术的一种实施方式，本专利技术MXene复合镀层的制备方法中，所述纳米复合电沉积方法包括：0.2～4g/L所述Ti2CMXene不溶性颗粒在电镀液中电镀，所述电镀液包含有40g/LNiCl2·6H2O、0.8～1.6g/LNaBH4、20g/LNaOH、40ml/L乙二胺、35g/L酒石酸钾钠(NaKC4H4O6·4H2O)、0.08g/L硫酸铬(3CdSO4·8H2O)；所述电沉积条件为pH13.5、镀液温度40～60℃、阴极电流密2～6A/dm2、电镀时间2h、搅拌器转速150-250转/min。本专利技术还涉及所述制备方法制备的MXene纳米复合镀层的配件。本专利技术制备的MXene，其具有优良的耐磨性、抗蚀性，保证了具有MXene的纳米复合镀层的配件的优良的技术性能。附图说明图1为本专利技术制备的MXene复合镀层横截面SEM显微形貌。具体实施方式下面结合具体实施例来进一步描述本专利技术，本专利技术的优点和特点将会随着描述更为清楚。但这些实施例仅是范例性的，并不对本专利技术的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本专利技术的精神和范围下可以对本专利技术技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本专利技术的保护范围内。本专利技术实施例中所用到的化学试剂均为分析纯，购自国药集团。本专利技术所述的实验方法，若无特殊说明，均为常规方法；所述的生物材料，若无特殊说明，均可从商业途径获得。实施例1本专利技术MXene的制备将Ti2AlC装进二氧化锆球磨罐之中，球料比选定为8～15:1，每罐样品总重定为5～8克，充氩气密封罐。正转4～8分钟，反转1～2分钟，转速600～1500r/min，球磨时间15～60小时。上述球磨产物在真空手套箱中开罐，并且按P与Ti2AlC1:1摩尔比例加入红磷P，搅拌均匀，充氩气密封罐。正转4～8分钟，反转1～2分钟，转速600～1500r/min，球磨时间2～30小时。在真空手套箱中开罐，将产物直接倾倒进pH值3以下的水溶液之中，长时间后沉淀物即为目标物质，惰性保护气体封存待用。实施例2本专利技术MXene复合镀层的复合电沉积配方以及工艺以Ni-B-Ti2CMXene电学复合镀层为例说明复合电沉积制备(见表1)，其配方和电镀工艺参数如下：表1实验的电镀液配方以及工艺参数制备的镀层横截面在SEM不同倍数下的显微形貌见图1,从图可明显看出第二相颗粒，为两图右侧黑色颗粒，但大小不一，上述结果表明复合镀成功。实施例3本专利技术制备的Ni-B-Ti2CMXene电学复合镀层耐磨性、抗蚀性测试3.1耐磨性测试选用ML-100型滑动摩擦磨损机对实施例2制备的镀层的磨粒磨损速率进行测量，将镀件进行线切割成10mm×10mm的正方形，800目的砂纸，载荷为10N，进行正反转各半圈，旋转时间40s，以直接磨损量m表示耐磨性，测试数据见表2。表2试件的磨损量试样磨损量/g二元镀层0.0100复合镀层0.00703.2抗蚀性测试腐蚀试验中采用的浸泡失重法，主要测试了电化学Ni-B合金镀层在强碱下的耐腐蚀性能。试样非镀层部分采用抗碱物密封，以保证几乎不受碱液腐蚀。浸泡液采用的是15％的NaOH溶液，每两个小时取出称重，但发现其失重总重量特别少，以腐蚀10小时的总失重计算了试样的腐蚀速率(数据见表3)。表3碱性条件下试件的腐蚀速率试件二元镀层试样复合镀层试样腐蚀速率/g·m-2·h-10.1810.250从上述测试结果可见本专利技术可以制得MXene纳米复合镀层，其具有优异的耐磨性及良好的抗碱蚀性能。以上所述仅是本专利技术的优选实施例而已，并非对本专利技术做任何形式上的限制，虽然本专利技术已以优选实施例揭露如上，然而并非用以限定本专利技术，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本专利技术技术方案的范围内，当可利用上述揭示的
技术实现思路
作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本专利技术技术方案的内容，依据本专利技术的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本专利技术技术方案的范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于纳米复合镀应用的MXene的制备方法，其中，所述方法包括：将Ti2AlC装进二氧化锆球磨罐之中，球料比选定为8～15:1，每罐样品总重定为5～8克，充氩气密封罐，正转4～8分钟，反转1～2分钟，转速600～1500r/min，球磨时间15～60小时；所述球磨产物在真空手套箱中开罐，并且按P与Ti2AlC1:1摩尔比加入红磷P，搅拌均匀，充氩气密封罐，正转4～8分钟，反转1～2分钟，转速600～1500r/min，球磨时间2～30小时，在真空手套箱中开罐，将产物直接倾倒进pH值3以下的水溶液之中，长时间后沉淀物即为所述MXene，惰性保护气体封存。

【技术特征摘要】
1.一种基于纳米复合镀应用的MXene的制备方法，其中，所述方法包括：将Ti2AlC装进二氧化锆球磨罐之中，球料比选定为8～15:1，每罐样品总重定为5～8克，充氩气密封罐，正转4～8分钟，反转1～2分钟，转速600～1500r/min，球磨时间15～60小时；所述球磨产物在真空手套箱中开罐，并且按P与Ti2AlC1:1摩尔比加入红磷P，搅拌均匀，充氩气密封罐，正转4～8分钟，反转1～2分钟，转速600～1500r/min，球磨时间2～30小时，在真空手套箱中开罐，将产物直接倾倒进pH值3以下的水溶液之中，长时间后沉淀物即为所述MXene，惰性保护气体封存。2.根据权利要求1所述方法制备的纳米复合MXene，其不溶性颗粒为Ti2CMXene。3.一种基于MXene的纳米复合镀层的配件的制备方法，其中，所述方法包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕宝臣，任鑫，沈丁，
申请(专利权)人：辽宁工程技术大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21