中熵MAX材料、中熵MXene材料及其合成方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种中熵MAX材料的合成方法，所述合成方法通过以构型数n’的初始原料配比，协同烧结时的热力学参数合成构型数n的中熵MAX材料，其中n’不等于n。本发明专利技术所提供的中熵MAX材料的合成方法，通过原料配比、时间、和/或温度协同改变热力学条件促使含有目标过渡金属元素的中熵MAX晶体构型转变，以此合成潜在构型或者在理论计算预测的难以合成的中熵MAX和中熵MXene材料；同时制备得到的中熵MXene材料具有稳定的原子层但显著的晶格畸变，构象熵的增加还导致金属成分高度分散，该中熵MXene材料在超级电容器、电池、催化、电磁屏蔽和吸波材料上具有应用潜力；以及该中熵MXene材料在柔性储能器件、电磁屏蔽、水处理等领域具有广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于新材料，具体涉及一种中熵max材料、中熵mxene材料及其合成方法和应用。

技术介绍

1、中熵的材料具有高度多样化的结构、量身定制的成分以及意想不到的物理和化学特性，在能量存储和转换方面具有广泛的用途。提高熵值是一种材料合成策略：在某些情况下，元素种类的添加会导致构象熵的增加大于焓的增加，从而导致吉布斯自由能的降低和晶体结构的稳定。近年来，一些具有明显晶格畸变、高度分散的金属成分和暴露的活性位点的二维晶体中高熵过渡金属碳化物在能量存储和转换方面表现出卓越的电化学特性。

2、mxenes(mn+1xntx)作为新型二维过渡金属碳化物和/或氮化物材料，是一个庞大而年轻的家族。最近，自上而下的材料制备方法提供了通过选择性蚀刻前驱体max(mn+1axn)中的a原子层(13-16族元素)合成mxenes的机会。文章science bulletin,2023,68,1735指出了许多公开的中高熵的max材料，如：文章acs nano,2021,15(8),12815报道了碳化物tivnbmoalc3和tivcrmoalc3，专利cn1157本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种中熵MAX材料的合成方法，其特征在于，所述合成方法通过以构型数n’的初始原料配比，协同烧结时的热力学参数合成构型数n的中熵MAX材料，其中n’不等于n。

2.根据权利要求1所述的中熵MAX材料的合成方法，其特征在于，所述热力学参数包括在惰性气体或真空环境中的保温温度和保温时间，所述保温温度为1400-1600℃，所述保温时间为2h-10h。

3.一种中熵MAX材料，其特征在于，其通过权利要求1或2所述中熵MAX材料的合成方法制备获得；所述中熵MAX材料由M元素、A元素和X元素组成，其化学通式为Mn+1AXn；所述M为钪、钇、钛、锆、铪、钒、铌、钽、铬、钼、...

【技术特征摘要】

1.一种中熵max材料的合成方法，其特征在于，所述合成方法通过以构型数n’的初始原料配比，协同烧结时的热力学参数合成构型数n的中熵max材料，其中n’不等于n。

2.根据权利要求1所述的中熵max材料的合成方法，其特征在于，所述热力学参数包括在惰性气体或真空环境中的保温温度和保温时间，所述保温温度为1400-1600℃，所述保温时间为2h-10h。

3.一种中熵max材料，其特征在于，其通过权利要求1或2所述中熵max材料的合成方法制备获得；所述中熵max材料由m元素、a元素和x元素组成，其化学通式为mn+1axn；所述m为钪、钇、钛、锆、铪、钒、铌、钽、铬、钼、钨，以及镧系元素中的至少四种元素；a为铝元素；x为碳元素；n为构型数。

4.根据权利要求3所述的中熵max材料，其特征在于，所述m为钛、钒、铬和铌元素。

5.根据权利要求3所述的中熵max材料，其特征在于，当构型数n1＝4时，中熵max材料的化学式为tivcrnbalc3；当构型数n2＝2时，中熵max材料的化学式为ti0.6v0.6cr0.2nb0.6al...

【专利技术属性】
技术研发人员：党杰，谭钞文，马万森，李金洲，张润，胡丽文，吕学伟，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：