【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及超级电容器，尤其涉及一种mxene/含氮钛氧化物/碳复合材料及其制备方法和应用。
技术介绍
1、随着科技的进步，对于电子设备要求也在逐渐提高，但随着使用需求的增加，单一的以刚性材料为基底的超级电容器逐渐不能满足使用需求，逐渐从以刚性材料为基底转向以柔性材料为基底的研究。
2、mxene作为一种新型的二维纳米材料，因其具有优越导电性、丰富的端基、独特的层状结构、大表面积和亲水性，使其成为柔性和可穿戴设备的潜在候选材料。近阶段，对于mxene的衍生物研究逐渐增多。mxene的衍生物可作为新型能量的转换和存储设备，也可用作锂电池的负极材料等。
3、电化学性能是衡量超级电容器的重要性能之一，而mxene作为以柔性材料为基底的超级电容器，电化学性能的好坏也是决定其发展的重要因素。hu m,hu t,cheng r等人(hu,m,hu t,cheng r,et al.mxene-coated silk-derived carbon cloth towardflexible electrode for supercapacitor application[j].journal of energychemistry,2018,27(1).)对纯ti3c2tx纳米片进行研究，在2mv/s下具有362mf/cm2的面积比电容。(1mol/l h2so4为电解液，-0.1-0.4v的电压范围)。随着时代需求发展，对于mxene作为超级电容器的研究，逐渐转向mxene一类的复合物。如miao guo等人(miao
4、由于mxene衍生物所具有的高电化学性能，在近几年中逐渐也引起了科研人员的关注，孙志鹏(fangya q,lianyi s,xiaoyi l,et al.mxene-derive d tise2/tio2/cheterostructured hexagonal prisms as high rate anodes for na-ion and k-ionbatteries[j].applied surface science,2022,605.)合成mxen e的一类衍生物tise2/tio2/c，并运用在na+电池中，在5a/g的电流密度下1000次循环之后，容量保持率为75.7％。徐茂文团队(muhammad norhaffis mustafa,muhammad amirul aizat mohd abdah,arshidnuman,yusran su laiman,rashmi walvekar,mohammad khalid,development of high-perform ance mxene/nickel cobalt phosphate nanocomposite for electrochromicener gy storage system using response surface methodology,journal of energyst orage,68,2023,107880,2352-152x.)采用水热的方式分别制备na2ti3o7@c碳包覆的mxene衍生物材料，并将制备出的衍生物材料运用在na+/k+电池中作为电池的负极，此项运用提高了电极材料的电化学性(100ma/g下充放电时间达750s)、循环稳定性(库伦效率接近100％)、高容量保持率(1200圈之后容量保持75％)。
5、然而，现有超级电容器仍存在充放电性能低、电容保持率低等缺点。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种mxene/含氮钛氧化物/碳复合材料及其制备方法和应用，解决现有超级电容器仍存在充放电性能低、电容保持率低等缺点。
2、为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
3、本专利技术提供了一种mxene/含氮钛氧化物/碳复合材料的制备方法，包括以下步骤：
4、将第一mxene、三聚氰胺和第一有机溶剂混合，在保护气体中进行退火处理，得到含氮钛氧化物/碳；
5、将所述含氮钛氧化物/碳与第二mxene和第二有机溶剂混合，进行复合，得到mxene/含氮钛氧化物/碳复合材料。
6、优选的，所述第一mxene和第二mxene的制备方法独立包括：将max相、氟化锂和盐酸混合，进行刻蚀，得到mxene。
7、优选的，所述第一mxene与三聚氰胺的质量比为80～200:300～800，所述第一mxene、三聚氰胺和第一有机溶剂混合的时间为1～3h。
8、优选的，所述保护气体为氮气、氩气或氖气。
9、优选的，所述退火处理包括依次进行的第一退火处理和第二退火处理；所述第一退火处理的温度为500～650℃，时间为1～3h，由室温升温至第一退火处理的温度的升温速率为3～8℃/min；所述第二退火处理的温度为700～900℃，时间为1～3h，由第一退火处理的温度升温至第二退火处理的温度的升温速率为3～8℃/min。
10、优选的，所述含氮钛氧化物/碳与第二mxene的质量比为0～3:1～4且不为0。
11、优选的，所述复合的温度为室温，时间为1～3h。
12、本专利技术提供了上述技术方案所述制备方法制备得到的mxene/含氮钛氧化物/碳复合材料。
13、本专利技术提供了上述技术方案所述mxene/含氮钛氧化物/碳复合材料在超级电容器中的应用。
14、本专利技术提供了一种mxene/含氮钛氧化物/碳复合材料的制备方法，本专利技术将多层mxene与三聚氰胺通过退火处理制备含氮钛氧化物/碳材料，再将含氮钛氧化物/碳材料与多层mxene粉末复合制备mxene/含氮钛氧化物/碳本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种MXene/含氮钛氧化物/碳复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一MXene和第二MXene的制备方法独立包括：将MAX相、氟化锂和盐酸混合，进行刻蚀，得到MXene。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一MXene与三聚氰胺的质量比为80～200:300～800，所述第一MXene、三聚氰胺和第一有机溶剂混合的时间为1～3h。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述保护气体为氮气、氩气或氖气。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述退火处理包括依次进行的第一退火处理和第二退火处理；所述第一退火处理的温度为500～650℃，时间为1～3h，由室温升温至第一退火处理的温度的升温速率为3～8℃/min；所述第二退火处理的温度为700～900℃，时间为1～3h，由第一退火处理的温度升温至第二退火处理的温度的升温速率为3～8℃/min。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述含氮钛氧化物/碳与第二MXen
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述复合的温度为室温，时间为1～3h。
8.权利要求1～7任一项所述制备方法制备得到的MXene/含氮钛氧化物/碳复合材料。
9.权利要求8所述MXene/含氮钛氧化物/碳复合材料在超级电容器中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种mxene/含氮钛氧化物/碳复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一mxene和第二mxene的制备方法独立包括：将max相、氟化锂和盐酸混合，进行刻蚀，得到mxene。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一mxene与三聚氰胺的质量比为80～200:300～800，所述第一mxene、三聚氰胺和第一有机溶剂混合的时间为1～3h。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述保护气体为氮气、氩气或氖气。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述退火处理包括依次进行的第一退火处理和第二退火处理；所述第一...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘恒翰，徐子明，李生娟，李磊，杨俊和，薛裕华，
申请(专利权)人：上海理工大学，
类型：发明
国别省市：
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