一种自支撑三维多孔MXene泡沫材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及多孔材料领域，提供了一种自支撑三维多孔MXene泡沫材料及其制备方法和应用，本发明专利技术提供的自支撑三维多孔MXene泡沫材料的制备方法，包括以下步骤：将含硫化合物、分散剂和水混合后，得到含硫化合物水溶液；向含硫化合物水溶液中加入酸进行反应，得到纳米硫颗粒分散液；调节纳米硫颗粒分散液的pH值至中性，然后与二维层状MXene材料的水分散液搅拌混合，得到混合料液；将所述混合料液进行减压抽滤，得到二维层状MXene/硫复合膜；去除所述复合膜中的硫，得到自支撑三维多孔MXene泡沫材料。本发明专利技术提供的方法制备得到的三维多孔MXene泡沫材料，用于电化学储能和压力传感领域时，具有较好的电化学性能。

Self supporting three dimensional porous MXene foam material and preparation method and application thereof

The invention relates to the field of porous materials, and provides a self supporting three dimensional porous MXene foam material and a preparation method and application thereof. The self-supporting three-dimensional porous MXene foam material preparation method comprises the following steps: mixing sulfur compounds, dispersants and water to obtain sulfur-containing compound aqueous solution; and adding acid to the sulfur-containing compound aqueous solution to react. The dispersion of nano sulfur particles was obtained, and the pH value of the nanoparticles was adjusted to neutral, and then mixed with the water dispersions of the two-dimensional layered MXene material to obtain the mixture liquid. The two-layer MXene/ sulfur composite membrane was obtained by decompression and filtration of the mixture, and sulfur from the composite membrane was removed, and the self supporting three dimensional porous MXene foam material was obtained. The three-dimensional porous MXene foam material prepared by the method provided by the invention has good electrochemical performance when used in the fields of electrochemical energy storage and pressure sensing.

【技术实现步骤摘要】
一种自支撑三维多孔MXene泡沫材料及其制备方法和应用
本专利技术涉及多孔材料领域，尤其涉及一种自支撑三维多孔MXene泡沫材料及其制备方法和应用。
技术介绍
MXene是一种新型层状过渡金属碳化物/氮化物，它具有高的比表面积、优异的导电性、丰富的表面官能团，是当前电化学储能领域研究的热点，在锂/钠离子电池、超级电容器、锂硫电池领域的研究日益广泛。但是MXene同其它二维材料一样，其二维层状结构使其在组装过程中自发的堆叠，形成的致密结构会影响电解液的渗透和离子的传输，最终影响MXene表面活性位点的有效利用，限制了其电化学性能的表达。
技术实现思路
有鉴于此，为了抑制二维层状MXene纳米片层的致密堆叠，最大程度地发挥二维MXene纳米片层的优点，本专利技术采用硫单质作为模板，将二维层状MXene材料构筑成了自支撑三维多孔MXene泡沫材料。本专利技术提供了一种自支撑三维多孔MXene泡沫材料及其制备方法和应用，该多孔材料充分暴露了二维MXene材料表面的活性位点，在作为电极材料时，能够促进电解液的渗透和离子的传输，最大程度本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自支撑三维多孔MXene泡沫材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n(1)将含硫化合物、分散剂和水混合后，得到含硫化合物水溶液；/n(2)向含硫化合物水溶液中加入酸进行反应，得到纳米硫颗粒分散液；/n(3)调节纳米硫颗粒分散液的pH值至中性，然后与二维层状MXene材料的水分散液搅拌混合，得到混合料液；/n(4)将所述混合料液进行减压抽滤，得到二维层状MXene/硫复合膜；/n(5)去除所述二维层状MXene/硫复合膜中的硫，得到自支撑三维多孔MXene泡沫材料。/n

【技术特征摘要】
1.一种自支撑三维多孔MXene泡沫材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将含硫化合物、分散剂和水混合后，得到含硫化合物水溶液；
(2)向含硫化合物水溶液中加入酸进行反应，得到纳米硫颗粒分散液；
(3)调节纳米硫颗粒分散液的pH值至中性，然后与二维层状MXene材料的水分散液搅拌混合，得到混合料液；
(4)将所述混合料液进行减压抽滤，得到二维层状MXene/硫复合膜；
(5)去除所述二维层状MXene/硫复合膜中的硫，得到自支撑三维多孔MXene泡沫材料。


2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中分散剂包括聚乙烯吡咯烷酮、聚氧乙烯型非离子表面活性剂、多元醇型非离子表面活性剂、烷醇酰胺型非离子表面活性剂、聚醚型非离子表面活性剂、氧化胺型非离子表面活性剂、胺盐型阳离子表面活性剂、季铵盐型阳离子表面活性剂、杂环型阳离子表面活性剂和啰盐型阳离子表面活性剂中的一种或两种以上的混合物；所述含硫化合物水溶液中分散剂的质量浓度为0.01‰～1‰。


3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中含硫化合物包括硫代硫酸盐和/或多硫化物；所述含硫化合物水溶液中含硫化合物的质量浓度为0.01～2g/mL。


4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中调节纳米硫颗粒分散液的pH值至中性的pH值调节剂为碱...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐斌，赵倩，缪佳炜，
申请(专利权)人：北京化工大学，
类型：发明
国别省市：北京;11