一种MXene材料及其剥离方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种MXene材料的剥离方法和应用。本发明专利技术的MXene材料的剥离方法，包括以下步骤：将MAX粉末进行刻蚀，得到MXene沉淀；向MXene沉淀加水，并进行涡旋剪切剥离，得到MXene悬浮液；将MXene悬浮液进行离心，收集上清液；将上清液重复步骤S2～S3中涡旋剪切剥离、离心多次，即得MXene材料；本发明专利技术采用涡旋剪切剥离制备得到的MXene材料，产率可以达到90％左右，且电导率可以达到1.01

【技术实现步骤摘要】
一种MXene材料及其剥离方法和应用


[0001]本专利技术涉及MXene材料
，尤其涉及一种MXene材料的剥离方法和应用。

技术介绍

[0002]MXene是除石墨烯、氮化硼纳米片、二硫化钼纳米片之外的新型二维材料，是指二维过渡金属碳化物、氮化物或碳氮化物。大量研究表明，MXene与其他二维纳米材料相比具有更优异的导电性、成膜性能和亲水性，而且比表面积大、机械强度高、延展性好。因此，MXene在光学、电子、储能、电磁屏蔽和生物医学等领域得到了广泛的研究和应用。目前研究人员已经发现了多种MXene的制备方法，主要包括氢氟酸蚀刻、水热蚀刻、路易斯酸盐蚀刻等，但这些方法的剥离效率普遍低于70％，且电导率低于8
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[0003]基于目前的MXene材料制备存在的剥离效率低、电导率的问题，有必要对此进行改进。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术提出了一种MXene材料的剥离方法和应用，以解决或至少部分解决现有技术中存在的技术问题。
[0005]第一方面，本专利技术提供了一种MXene材料的剥离方法，包括以下步骤：
[0006]S1、将MAX粉末进行刻蚀，得到多层MXene沉淀；
[0007]S2、向所述多层MXene沉淀加水，并进行涡旋剪切剥离，得到MXene悬浮液；
[0008]S3、将所述MXene悬浮液进行离心，收集上清液；
[0009]S4、将所述上清液重复步骤S2～S3中涡旋剪切剥离、离心多次，即得MXene材料；
[0010]其中，涡旋剪切剥离中转速为100～1000rpm、时间为5～100min。
[0011]优选的是，所述的MXene材料的剥离方法，所述MAX粉末包括Ti3AlC2、Ti2Al
C
、Ti2AlN、Ti3AlN2、Ti4AlN3、Ti3AlCN、V2AlC、V3AlC2、V4AlC3、Nb2AlC、Nb3AlC2、Nb4AlC3、Mo2AlC、Mo3AlC2、Ta2AlC、Ta3AlC2、Ta4AlC3、Cr2AlC、TiNbAlC、TiVAlC、Ti2VAlC2、Ti2NbAlC2、Ti2TaAlC2、Ti2Ta2AlC3、VNbAlC、VCrAlC、Mo2TiAlC2、Mo2Ti2AlC3、Mo3VAlC3、Mo2Ga2AlC3、Cr2TiAlC2、TiVNbMoAlC3中的至少一种。
[0012]优选的是，所述的MXene材料的剥离方法，将MAX粉末进行刻蚀，得到多层MXene沉淀，具体包括以下步骤：
[0013]将MAX粉末加入到含有氟化物盐的酸性溶液中，于40～60℃下搅拌30～40h，分离，即得多层MXene沉淀。
[0014]优选的是，所述的MXene材料的剥离方法，向所述多层MXene沉淀加水，并进行涡旋剪切剥离之前还包括：将所述多层MXene沉淀于3000～5000rpm下离心洗涤至中性。
[0015]优选的是，所述的MXene材料的剥离方法，将所述MXene悬浮液进行离心，收集上清液具体包括以下步骤：
[0016]将所述MXene悬浮液于3000～5000rpm下，离心10～30min，收集上清液。
[0017]优选的是，所述的MXene材料的剥离方法，将所述上清液重复步骤S2～S3中涡旋剪切剥离、离心多次，直至上清液由黑色变为绿色停止。
[0018]优选的是，所述的MXene材料的剥离方法，将MAX粉末加入到含有氟化物盐的酸性溶液的步骤中，氟化物盐、MAX粉末和酸性溶液的质量体积比为(15～20)g:(5～15)g:(180～220)mL；
[0019]酸的浓度为8～12mol/L。
[0020]第二方面，本专利技术还提供了一种MXene材料，采用所述的制备方法制备得到。
[0021]第三方面，本专利技术还提供了一种所述的制备方法制备得到的MXene材料或所述的MXene材料在制备导电薄膜中的应用。
[0022]本专利技术的一种MXene材料的剥离方法和应用，相对于现有技术具有以下有益效果：
[0023]1、本专利技术的MXene材料的剥离方法，利用涡旋剪切剥离设备进行涡旋剪切剥离得到MXene材料，具体的，涡旋剪切剥离中转速为100～1000rpm、时间为5～100min，采用涡旋剪切剥离制备得到的MXene材料，产率可以达到90％左右，且电导率可以达到1.01
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附图说明
[0024]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0025]图1为实施例1中制备得到的MXene材料的照片；
[0026]图2为实施例1中制备得到的MXene材料的XRD图；
[0027]图3为实施例1中制备得到的MXene材料的电导率和薄层电阻；
[0028]图4为实施例1中制备得到的MXene材料的SEM图；
[0029]图5为实施例2中制备得到的MXene材料的SEM图；
[0030]图6为实施例3中制备得到的MXene材料的SEM图；
[0031]图7为实施例4中制备得到的MXene材料的SEM图。
具体实施方式
[0032]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施方式，对本专利技术实施方式中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本专利技术一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本专利技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本专利技术保护的范围。
[0033]为了更好地理解本专利技术而不是限制本专利技术的范围，在本申请中所用的表示用量、百分比的所有数字、以及其他数值，在所有情况下都应理解为以词语“大约”所修饰。因此，除非特别说明，否则在说明书和所附权利要求书中所列出的数字参数都是近似值，其可能会根据试图获得的理想性质的不同而加以改变。各个数字参数至少应被看作是根据所报告的有效数字和通过常规的四舍五入方法而获得的。
[0034]需说明的是，以下实施例的描述顺序不作为对实施例优选顺序的限定。另外，在本申请的描述中，术语“包括”是指“包括但不限于”。本专利技术的各种实施例可以以一个范围的型式存在；应当理解，以一范围型式的描述仅仅是因为方便及简洁，不应理解为对本专利技术范围的硬性限制；因此，应当认为所述的范围描述已经具体公开所有可能的子范围以及该范围内的单一数值。例如，应当认为从1到6的范围描述已经具体公开子范围，例如从1到3，从1到4，从1到5，从2到4，从2到6，从3到6等，以及所数范围内的单一数字，例如1、2、3、4、5及6，此不管范围为何皆适用。另外，每当在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种MXene材料的剥离方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、将MAX粉末进行刻蚀，得到多层MXene沉淀；S2、向所述多层MXene沉淀加水，并进行涡旋剪切剥离，得到MXene悬浮液；S3、将所述MXene悬浮液进行离心，收集上清液；S4、将所述上清液重复步骤S2～S3中涡旋剪切剥离、离心多次，即得MXene材料；其中，涡旋剪切剥离中转速为100～1000rpm、时间为5～100min。2.如权利要求1所述的MXene材料的剥离方法，其特征在于，所述MAX粉末包括Ti3AlC2、Ti2AlC、Ti2AlN、Ti3AlN2、Ti4AlN3、Ti3AlCN、V2AlC、V3AlC2、V4AlC3、Nb2AlC、Nb3AlC2、Nb4AlC3、Mo2AlC、Mo3AlC2、Ta2AlC、Ta3AlC2、Ta4AlC3、Cr2AlC、TiNbAlC、TiVAlC、Ti2VAlC2、Ti2NbAlC2、Ti2TaAlC2、Ti2Ta2AlC3、VNbAlC、VCrAlC、Mo2TiAlC2、Mo2Ti2AlC3、Mo3VAlC3、Mo2Ga2AlC3、Cr2TiAlC2、TiVNbMoAlC3中的至少一种。3.如权利要求1所述的MXene材料的剥离方法，其特征在于，将MAX粉末进行刻蚀，得到多层MXene沉淀，具...

【专利技术属性】
技术研发人员：何大平，司运发，郭剑楠，邢子健，
申请(专利权)人：武汉理工大学三亚科教创新园，
类型：发明
国别省市：