3D多孔类神经元结构的MXene/氮掺杂碳泡沫复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种3D多孔类神经元结构的MXene/氮掺杂碳泡沫复合材料及其制备方法，所述复合材料以多孔氮掺杂碳泡沫为骨架，所述多孔氮掺杂碳泡沫的孔隙呈类神经元结构，MXene纳米片均匀沉积在骨架表面，并分散在多孔氮掺杂碳泡沫孔隙之间。本发明专利技术提供的MXene/氮掺杂碳泡沫复合材料有效地防止了MXene纳米片的堆叠和聚集，作为电极材料可以提供更多的接触位点，促进电解质的渗透，为离子在电极中的传输提供了有效的通道，加速离子的转移，可显著提高电容和速率性能，组装成全固态的超级电容器器件拥有高度可压缩性能和优异的循环稳定性，具有良好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
3D多孔类神经元结构的MXene/氮掺杂碳泡沫复合材料及其制备方法
本专利技术属于由活性材料组成或包括活性材料的电极材料
，具体涉及一种3D多孔类神经元结构的MXene/氮掺杂碳泡沫复合材料及其制备方法。
技术介绍
MXene作为一类二维层状过渡金属碳化物和碳氮化物，通式为Mn+1XnTx，其中M为早期过渡金属，X为碳和/或氮，Tx为表面官能端接，如-OH，-F，-O。其具有优异的导电性(高达10000Scm-1作为独立膜)和机械性能、丰富的表面官能团、高能量和高功率密度。因此，MXene丰富的氧化还原活性表面位点和导电的金属碳化物和氮化物核心可以提供高的电容，使其成为一种有前途的超级电容器电极材料。然而，MXene与其他二维纳米材料类似，由于相邻纳米片之间的强范德瓦尔斯相互作用，在电极制造过程中MXene纳米片的堆叠和聚集通常是不可避免的，使得其比表面积很小，纳米片中离子传输受限，可接近位点较少。因此，获得高性能的MXene基电极仍然是一个巨大的挑战。研究发现，制备3D大孔MXene不仅可以增加比表面积，而且可以将长程横向离子输本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种3D多孔类神经元结构的MXene/氮掺杂碳泡沫复合材料，其特征在于，所述复合材料以多孔氮掺杂碳泡沫为骨架，所述多孔氮掺杂碳泡沫的孔隙呈类神经元结构，MXene纳米片均匀沉积在骨架表面，并分散在多孔氮掺杂碳泡沫孔隙之间。/n

【技术特征摘要】
1.一种3D多孔类神经元结构的MXene/氮掺杂碳泡沫复合材料，其特征在于，所述复合材料以多孔氮掺杂碳泡沫为骨架，所述多孔氮掺杂碳泡沫的孔隙呈类神经元结构，MXene纳米片均匀沉积在骨架表面，并分散在多孔氮掺杂碳泡沫孔隙之间。


2.根据权利要求1所述的3D多孔类神经元结构的MXene/氮掺杂碳泡沫复合材料，其特征在于，所述MXene为Ti3C2Tx。


3.根据权利要求1所述的3D多孔类神经元结构的MXene/氮掺杂碳泡沫复合材料，其特征在于，所述复合材料比表面积为213～517m2g-1，孔体积为0.12～0.39cm3g-1，MXene负载量为13～65wt.％。


4.一种权利要求1-3任一所述的3D多孔类神经元结构的MXene/氮掺杂碳泡沫复合材料的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：
1)通过化学液相刻蚀法制备MXene胶体分散液：将氟化锂溶于盐酸中得到氟化锂溶液，搅拌均匀后缓慢加入Ti3AlC2，45℃下搅拌24h，然后用去离子水洗涤离心，收集沉淀，将所得沉淀超声分散于水中，将所得分散液离心取上清液即得到MXene胶体分散液；
2)制备MXene/氮掺杂碳泡沫复合材料：将三聚氰...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘春旭，孙立，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42