一种铌钛二维过渡金属碳化物的制备和应用制造技术

本发明专利技术公开了一种铌钛二维过渡金属碳化物的制备和应用，属于二维材料技术领域。本发明专利技术通过烧结铌粉、钛粉、铝粉以及单质碳的混合物，制备(Nb<subgt;1‑y</subgt;Ti<subgt;y</subgt;)<subgt;4</subgt;AlC<subgt;3</subgt;MAX相固溶体，随后对其进行粉碎、刻蚀和插层得到铌钛二维过渡金属碳化物(Nb<subgt;1‑y</subgt;Ti<subgt;y</subgt;)<subgt;4</subgt;C<subgt;3</subgt;T<subgt;x</subgt;，其中，0<y≤0.4,T<subgt;x</subgt;为表面端基，所得的铌钛二维过渡金属碳化物具有优异的倍率性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种铌钛二维过渡金属碳化物的制备和应用，属于二维材料。

技术介绍

1、自2004年石墨烯的发现以来，二维(2d)材料因其独特的物理和化学特性，在科研和工业应用中引起了广泛关注。mxene是一种新兴的二维过渡金属碳氮化物，通常通过从max相前驱体中选择性移除a元素层来合成。在mxene的命名中，m代表过渡金属，如钛(ti)、钒(v)、钽(ta)、锆(zr)、铌(nb)、钼(mo)等，而x代表碳和/或氮元素。mxene不仅拥有多样的表面官能团，还具备高电导性，使其在能量存储、催化、电磁干扰屏蔽、透明导电膜、海水淡化等多个领域展现出巨大的应用潜力。

2、ti3c2tx作为mxene家族中第一个被合成的成员，也是目前研究最为广泛的mxene材料之一。由于其独特的结构，ti3c2tx mxene拥有较大的比表面积，并且其表面能够快速进行氧化还原反应，这使得它同时具备双电层电容和赝电容的特性，展现出较高的比电容值，在超级电容器领域具有显著的应用前景。铌具有多变的氧化态(+2、+3、+4、+5)，因此含有铌的mxene也表现出卓越的赝电容性能。本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种铌钛二维过渡金属碳化物的制备方法，其特征在于，通过烧结铌粉、钛粉、铝粉以及单质碳的混合物，制备(Nb1-yTiy)4AlC3 MAX相固溶体，随后对其进行粉碎、刻蚀和插层，得到铌钛二维过渡金属碳化物(Nb1-yTiy)4C3Tx；其中，0<y≤0.4，Tx为表面端基。

2.根据权利要求1所述的铌钛二维过渡金属碳化物的制备方法，其特征在于，制备(Nb1-yTiy)4AlC3 MAX相固溶体的烧结温度为1200～1900℃，烧结时间为0.5-24h。

3.根据权利要求1所述的铌钛二维过渡金属碳化物的制备方法，其特征在于，用于制备(Nb1-yTiy)4Al...

【技术特征摘要】

1.一种铌钛二维过渡金属碳化物的制备方法，其特征在于，通过烧结铌粉、钛粉、铝粉以及单质碳的混合物，制备(nb1-ytiy)4alc3 max相固溶体，随后对其进行粉碎、刻蚀和插层，得到铌钛二维过渡金属碳化物(nb1-ytiy)4c3tx；其中，0<y≤0.4，tx为表面端基。

2.根据权利要求1所述的铌钛二维过渡金属碳化物的制备方法，其特征在于，制备(nb1-ytiy)4alc3 max相固溶体的烧结温度为1200～1900℃，烧结时间为0.5-24h。

3.根据权利要求1所述的铌钛二维过渡金属碳化物的制备方法，其特征在于，用于制备(nb1-ytiy)4alc3 max相固溶体的原料中，钛粉摩尔数为钛粉和铌粉摩尔数之和的1～45％；铌粉和钛粉总摩尔数为铝粉摩尔数的2.5～4.5倍；单质碳的摩尔数为铝粉的1.5～3.5倍。

4.根据权利要求1所述的铌钛二维过渡金属碳化物的制备方法，其特征在于，用于制备(nb1-ytiy)4alc3 max相固溶体的原料中，当y＞0.3时，需添...

【专利技术属性】
技术研发人员：王利魁，焦亚青，郭鸶，
申请(专利权)人：无锡迈新纳米科技有限公司，
类型：发明
国别省市：