一种在碳化钛表面负载单原子铁系金属的制备方法及其应用技术

本发明专利技术公开一种在碳化钛表面负载单原子铁系金属的制备方法及其应用。本发明专利技术以酸刻蚀的方法制备Ti3C2纳米片，在室温下，利用纳米片中丰富的钛缺陷和高还原能力，通过同步自还原稳定过程将铁系金属原子Fe、Co和Ni负载到Ti3C2纳米片上，制备出三种铁系金属原子负载的Ti3C2材料，即Fe/Co/Ni

【技术实现步骤摘要】
一种在碳化钛表面负载单原子铁系金属的制备方法及其应用


[0001]本专利技术涉及单原子催化材料，特别涉及在碳化钛(Ti3C2)表面负载单原子铁系金属的制备方法及其应用。

技术介绍

[0002]太阳能是公认的清洁、储量巨大的可再生能源，且非常适合大规模利用。光催化分解水制氢技术，可将太阳能转化成清洁的氢能，是一种具有广阔应用前景的太阳能利用技术，开发廉价、高效、稳定的光催化剂是该技术工业化的关键。
[0003]MXenes材料是一类二维过渡金属碳化物、氮化物或碳氮化合物家族，尤以碳化钛(Ti3C2)为代表，近年来已成为能源储存和转化研究领域的前沿热点材料。Ti3C2具有优异的导电性、稳定性和亲水性等特性，在超级电容器、锂电池、燃料电池和传感器等领域展现出广阔的应用前景。但在光催化分解水制氢领域，通常将其作为助催化剂与TiO2，CdS，g
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C3N4等半导体复合，提升它们的光催化性能。以Ti3C2自身为光催化剂，研究其自身的光催化分解水性能的报道较少。因此，开发Ti3C2自身在光催化分解水领域的应用具有重要的研究意义。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种在碳化钛表面负载单原子铁系金属的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)按Ti3AlC2、刻蚀剂1～2g：8～12mL的质量体积比，将Ti3AlC2缓慢加入刻蚀剂中，室温条件下搅拌16～30h；将得到的悬浮液用去离子水洗涤、离心2～6次，以去除残留的杂质，直到悬浮液的pH值为6～7；(2)将步骤(1)所得洗涤后的悬浮液进行抽滤，干燥得到固体碳化钛粉末，即Ti3C2；(3)将Ti3C2和金属盐溶液分别在超声条件下得到Ti3C2水溶液和金属盐溶液，再将金属盐溶液缓慢逐滴加入Ti3C2水溶液中，常温下磁力搅拌6～10h；(4)将步骤(3)中所得到的混合溶液用丙酮沉淀1～2h；所得到的悬浮液用去离子水洗涤、抽滤、干燥，得到三种铁系金属原子负载的Ti3C2材料，即Fe/Co/Ni
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TC。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的刻蚀剂为氟化锂+盐酸或者氢氟酸。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述干燥为真空干燥，温度为50～70℃，时间为12～36h。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，Ti3C2的超声时间为50～60min，金属盐的超声时间为8～15min。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，Ti3C2和金属盐的...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘冀锴，温丽苹，陈金鑫，代娜，
申请(专利权)人：湘潭大学，
类型：发明
国别省市：