一种基于微通道调控的MXene柔性自支撑膜电极及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种基于微通道调控的MXene柔性自支撑膜电极及其制备方法和应用，首先采用氟化锂与浓盐酸作为选择性刻蚀剂，将MAX相前驱体Ti<subgt;3</subgt;AlC<subgt;2</subgt;的铝层选择性刻蚀，经过离心超声得到单层或少层Ti<subgt;3</subgt;C<subgt;2</subgt;分散液，此时引入模板剂，实现二维Ti<subgt;3</subgt;C<subgt;2</subgt;薄电极微环境的调控；然后以这种具有丰富微通道结构的MXene柔性自支撑膜材料作为锂‑二氧化碳电池独立电极，所得电极可为离子传输提供更短的传输路径，提高电解液的可及性；采用该电极制备的Li‑CO<subgt;2</subgt;电池，比未经调控的Ti<subgt;3</subgt;C<subgt;2</subgt;自支撑膜电极所制备的Li‑CO<subgt;2</subgt;电池具有更小的极化电压，更优异的倍率性能；且循环性能也有明显增强。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种基于微通道调控的mxene柔性自支撑膜电极及其制备方法和在li-co2电池中的应用，属于金属-气体电池催化剂。

技术介绍

1、在现代社会，随着经济与技术的飞速发展，人类对能源的需求不断增长，矿物燃料及化石能源被大量使用，以二氧化碳为代表的温室气体不断释放，加剧全球气候变暖。锂-二氧化碳（li-co2）电池作为一种在室温下将二氧化碳气体的化学能转化为电能，并加以存储的技术，因其极高的能量密度及低碳绿色特性，已成为“后锂离子时代”中重要的二次电池。即便在众多金属-空气电池中，li-co2电池仍具有高充放电电势（≈ 2.8 v）和高理论比容量（1876 wh kg-1）的典型优势。

2、目前li-co2电池自诞生以来经过十多年的发展取得了一定进步，但是放电产物li2co3宽禁带宽度导致的高过电位、循环性能差、倍率性能弱和放电容量低等问题严重制约li-co2的快速发展。而正极催化剂是提高电极反应速率、减小充放电过程中过电势的关键因素，是实现高效、可逆li-co2的核心。

3、mxene（二维过渡金属碳/氮化物）具有独特的层本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种MXene柔性自支撑膜电极微通道调控方法，其特征在于：经过模板剂的调控合成具有丰富微通道结构的Ti3C2柔性薄膜材料；包括采用氟化锂与浓盐酸作为选择性刻蚀剂，将MAX相前驱体Ti3AlC2的铝层选择性刻蚀，经过离心超声得到单层或少层Ti3C2分散液，此时引入模板剂，所述模板剂采用纳米级氧化镁，控制模板剂的用量，实现二维Ti3C2薄电极微环境的调控。

2.一种基于微通道调控的MXene柔性自支撑膜电极的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

3.根据权利要求2所述的基于微通道调控的MXene柔性自支撑膜电极的制备方法，其特征在于：步骤（1）水浴加热的温度范围为3...

【技术特征摘要】

1.一种mxene柔性自支撑膜电极微通道调控方法，其特征在于：经过模板剂的调控合成具有丰富微通道结构的ti3c2柔性薄膜材料；包括采用氟化锂与浓盐酸作为选择性刻蚀剂，将max相前驱体ti3alc2的铝层选择性刻蚀，经过离心超声得到单层或少层ti3c2分散液，此时引入模板剂，所述模板剂采用纳米级氧化镁，控制模板剂的用量，实现二维ti3c2薄电极微环境的调控。

2.一种基于微通道调控的mxene柔性自支撑膜电极的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

3.根据权利要求2所述的基于微通道调控的mxene柔性自支撑膜电极的制备方法，其特征在于：步骤（1）水浴加热的温度范围为30-60℃。

4.根据权利要求2所述的基于微通道调控的mxene柔性自支撑膜电极的制备方法，其特征在于：步骤（2）中酸洗试剂为1 m hcl，酸洗方法为高速离心；水洗方法为高速离心。

5.根据权利要求2所述的基于微通道调控的mxene柔性自支撑膜电极的制备方法，其特征在于：步骤（2）中冰水浴超声处理的参数条件为：温度0℃-4℃，超声频率60khz-120khz。

6.根据权利要求2所述的基于微通道调控的mxene柔性自支撑膜电极的制备方法，其特征在于：步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：李雪莲，王璇，曹志会，高丽丽，齐凯，王鹏，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：