一种五过渡金属高熵MXene材料及其制备方法和应用

文档序号:35071483发布日期:2023-08-09 13:57阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种五金属过渡高熵mxene材料的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的五金属过渡高熵mxene材料的制备方法,其特征在于,步骤1)中,烧结时,采用程序升温的方法,从室温到1200℃的升温速度为10℃/min,从1200℃到烧结温度的升温速度为2℃/min。

3.根据权利要求1所述的五金属过渡高熵mxene材料的制备方法,其特征在于,步骤1)中,高熵max材料(tivcrnbmo)5alc4粉末的粒径大小为50-100μm。

4.根据权利要求1所述的五金属过渡高熵mxene材料的制备方法,其特征在于,步骤2)中,搅拌速度为300-500r/min,离心的转速为3000-4000r/min,离心时间为3-8min。

5.根据权利要求1所述的五金属过渡高熵mxene材料的制备方法,其特征在于,步骤3)中,第一次离心和第二次离心的转速均为4000-6000r/min,离心时间均为4-6min;第三次离心的转速为3000-4000r/min,离心时间为50-70min。

6.根据权利要求1所述的五金属过渡高熵mxene材料的制备方法,其特征在于,步骤3)中,所述插层剂为四丙基氢氧化铵、四丁基氢氧化铵、二甲基亚砜中的任意一种或几种。

7.根据权利要求1所述的五金属过渡高熵mxene材料的制备方法,其特征在于,步骤2)中所得高熵mxene(tivcrnbmo)5c4tx呈现多层手风琴状结构,在原子尺度下,其由五层过渡金属层和四层碳层交替构成;步骤3)中所得高熵mxene(tivcrnbmo)5c4tx气凝胶由少层和/或单层mxene薄片叠加而成,呈不规则形状的三维大孔结构,孔壁的平均厚度为20μm。

8.一种根据权利要求1-7中任一项制备方法制备所得的五金属过渡高熵mxene材料,其特征在于,所述五金属过渡高熵mxene材料的分子式为m5x4tx,其中m为ti、v、cr、nb和mo元素;x代表碳、氮或硼元素中至少一种;tx代表表面官能团,所述tx包括o、f、cl、br、i或oh中的一种或多种。

9.根据权利要求8所述的五金属过渡高熵mxene材料,其特征在于,所述五金属过渡高熵mxene材料中ti、v、cr、nb和mo元素的质量百分比为5%-30%。

10.一种五过渡金属高熵mxene超级电容器电极材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:


技术总结
本发明公开了一种五过渡金属高熵MXene材料的制备方法,其包括如下步骤,首先通过构建514相高熵MAX材料(TiVCrNbMo)<subgt;5</subgt;AlC<subgt;4</subgt;,随后与刻蚀剂反应得到高熵MXene(TiVCrNbMo)<subgt;5</subgt;C<subgt;4</subgt;T<subgt;x</subgt;,再通过将高熵MXene(TiVCrNbMo)<subgt;5</subgt;C<subgt;4</subgt;T<subgt;x</subgt;制备成高熵MXene(TiVCrNbMo)<subgt;5</subgt;C<subgt;4</subgt;T<subgt;x</subgt;气凝胶,即获得五过渡金属高熵MXene材料。本发明制备所得的五过渡金属高熵MXene材料,五种金属元素分布均匀,不聚集,其具有由单层或少层MXene薄片叠加形成不规则形状的三维大孔结构,薄孔壁结构,具有更大的工作电压范围、更优异的倍率性能以及更优异的离子和电子电导率,进而具有更高的导电性与电荷存储能力。且由该五过渡金属高熵MXene材料制备得到的高熵MXene电极材料优异的电容与卓越的循环稳定性。

技术研发人员:党杰,马万森,谭钞文,吕学伟,邱贵宝,游志雄,胡丽文
受保护的技术使用者:重庆大学
技术研发日:
技术公布日:2024/1/14
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