一种氮掺杂MXene材料及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开一种氮掺杂MXene材料及其制备方法，属于材料制备技术领域。通过本发明专利技术制备的氮掺杂MXene材料，由于使用少层的MXene，可以采用惰性气氛和较低的煅烧温度进行掺杂，光热处理后含氮量最高可达到2.99at％。其中掺入的氮原子，可以提供更多的氧化还原的活性位点，有效提升容量。与管式炉热处理相比，光热处理后的MXene纳米片发生膨胀，层间距扩大最高达到2.726nm，扩大的层间距，有利于电解质离子传输和交换，提升材料的动力学性能；且光热处理后MXene表面导电性差的F官能团被去除，同时掺入氮元素，提高了电导率。相比于MXene材料，光热辅助处理的MXene材料和N掺杂MXene材料具有优异的电化学性能。有优异的电化学性能。有优异的电化学性能。

【技术实现步骤摘要】
一种氮掺杂MXene材料及其制备方法与应用


[0001]本专利技术属于材料制备
，涉及一种氮掺杂MXene材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]MXene材料是二维金属碳化物、氮化物或碳化物，2011年首次通过氢氟酸蚀刻MAX中金属层制备出类似石墨的层状MXene结构，它们记为M
n+1
X
n
T
x
，其中M代表过渡金属如Ti或V、X代表C和/或N，T代表表面官能团(例如O、OH和F)，n＝1、2、3。其优异的导电性、层状结构和组分灵活可调符合理想储能材料要求，在超级电容器领域有巨大的发展前景。然而，MXene纳米片的重新堆积限制了离子的可及性，阻碍了离子在层间的传输，从而导致了实际比容量达不到理论比容量以及倍率性能的下降，因此如何提高MXene材料的比容量是目前研究中的一项难题。
[0003]为了解决这项难题，研究人员采取了多种方法包括异质材料复合、杂原子掺杂和结构设计等方法来提高MXene的性能。其中杂原子(N、S、P)掺杂作为一种简单有效的改性方法，已经有报道表明杂原子本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氮掺杂MXene材料，其特征在于，以原子百分比计，所述氮掺杂MXene材料中的氮原子含量为1at％～10at％；且，所述材料的层间距范围为1.21～1.36nm。2.一种如权利要求1所述的氮掺杂MXene材料的制备方法，其特征在于，所述方法具体包括如下步骤：1)将少层的MXene材料与氮源分别放置在两个透明坩埚中，备用；2)将所述步骤1)中装有样品的两个坩埚置于石英管中央，并把高压汞蒸气灯放置样品正上方，在低流速的惰性气体条件下，进行光热处理，随后保温、自然冷却至室温，即得到所述氮掺杂MXene材料。3.根据权利要求2所述的一种氮掺杂MXene材料的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中，少层的MXene材料与氮源的反应质量比为1：20～40；且所述氮源为含氮化合物，至少为碳酸氢铵、氨水、尿...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄海富，蔡曼，闫李情，韦晓春，徐帅凯，梁先庆，周文政，
申请(专利权)人：广西大学，
类型：发明
国别省市：