一种三维褶皱Mxene纳米材料及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种三维褶皱Mxene纳米材料及其制备方法与应用，属于无极纳米材料和储能材料技术领域，制备方法包括：将A材料、铝粉、石墨粉和X材料混合均匀，烧结得到X掺杂MAX相材料；对所述X掺杂MAX相材料刻蚀得到原位异质掺杂MXenes材料；将所述原位异质掺杂MXenes材料和单质硫混合均匀，烧结得到三维褶皱Mxene纳米材料；所述A材料包括钛、铬、钒、钼和铌，所述X材料包括硫、氮、磷、硼和硒；本发明专利技术能够提高电池容量和循环性能。池容量和循环性能。池容量和循环性能。

【技术实现步骤摘要】
一种三维褶皱Mxene纳米材料及其制备方法与应用


[0001]本专利技术涉及一种三维褶皱Mxene纳米材料及其制备方法与应用，属于无极纳米材料和储能材料


技术介绍

[0002]为了满足对电动汽车和电网应用日益增长的需求，高密度可充电电池，如是锂离子电池被广泛使用。然而，由于锂资源的高成本和低储量，人们对锂离子电池感到担忧。室温下钠硫电池(RTNa
‑
S)由于其理论能量密度高(1274Whkg
‑1)以及钠和硫具有天然丰富、成本低等优点，具有应用前景。然而，许多缺点，如可逆容量低、自放电、循环能力差等，阻碍了RTNa
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S电池的广泛使用。元素硫的自然绝缘限制了其作为活性材料的利用，阴极内的电化学过程动力学较慢。同时，还原性聚硫化钠在充放电过程中的溶解度比聚硫化锂严重得多，聚硫化钠不可控的穿梭效应加剧，导致RTNa
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S电池的循环寿命较差。为了解决这些问题，人们已经采取了各种努力来设计和利用不同的硫宿主候选材料，如纳米碳材料。由于多孔碳的大表面积和良好的导电性，聚硫化钠可以被困本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三维褶皱Mxene纳米材料的制备方法，其特征在于，包括：将A材料、铝粉、石墨粉和X材料混合均匀，烧结得到X掺杂MAX相材料；对所述X掺杂MAX相材料刻蚀得到原位异质掺杂MXenes材料；将所述原位异质掺杂MXenes材料和单质硫混合均匀，烧结得到三维褶皱Mxene纳米材料；所述A材料包括钛、铬、钒、钼和铌，所述X材料包括硫、氮、磷、硼和硒。2.根据权利要求1所述的三维褶皱Mxene纳米材料的制备方法，其特征在于，所述A材料、铝粉、石墨粉和X材料的混合比例为：A材料：X材料+铝粉：石墨粉＝(2.9～3.1)：1：(1.9～2.1)或(1.9～2.1)：1：1或(3.9～4.1)：1：(2.9～3.1)；所述混合比例优选为A材料：X材料+铝粉：石墨粉＝3：1：2或2：1：1或4：1：3。3.根据权利要求1所述的三维褶皱Mxene纳米材料的制备方法，其特征在于，所述X材料的添加量是所述铝粉的0.1％～10％。4.根据权利要求1所述的三维褶皱Mxene纳米材料的制备方法，其特征在于，所述X掺杂MAX相材料的烧结条件包括：在高温管式炉中烧结，在流动的惰性气体环境中烧结，烧结温度为500～2000℃，烧结时间为1～48小时，管式炉的升温速度为1～10℃/min，惰性气体为氩气或氮气，惰性气体流速为1～200sccm；所述三维褶皱Mxene纳米材料的烧结条件包括：在高温管式炉中烧结，在流动的惰性气体环境中烧结，烧结时间为6～48h，烧结温度为100～200℃，惰性气体为氩气或氮气，惰性气体流速为1～200sccm。5.根据权利要求1所述的三维褶皱Mxene纳米材料的制备方法，其特征在于，所述对所述X掺杂MAX相材料刻蚀得到原位异质掺杂MXenes材料，包括：将X掺杂MAX相材料加入到混合了氯化锂的盐酸溶液中，搅拌均匀，加入去离子水后离心，除去上清液，重复加入去离子水和离心的步骤直至上清液为深绿色；收集上清液进行离心得到沉淀，在沉淀中加入氯仿，搅拌，离心，取沉淀；向沉淀中加入去离子水，超声，离心，取上清液，将上清液干燥得到原位异质掺杂MXenes材料。6.根据权利要求5所述的三维褶皱Mxene纳米材料的制备方法，其特征在于，所述盐酸溶液的浓度为2～20mol/L，所述氯化锂混合到盐酸溶液后浓度为1～20mol/L；氯化锂混合到盐酸溶液后和加入X掺杂M...

【专利技术属性】
技术研发人员：包维斋，钱诚飞，慎浩，王镕浩，崔丁宇，夏靖杰，
申请(专利权)人：南京信息工程大学，
类型：发明
国别省市：