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专利号: 2020105380568
申请人: 陕西科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2023-08-28
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种M位掺杂钒系MXene的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

步骤一:将金属粉、铝粉、碳粉和混合熔盐混合制成粉料;随后将粉料研磨使其初步混合,接着进行球磨,得到粉体,然后将粉体进行高温气氛烧结,得到M位掺杂MAX相,记作MAX相粉体;所述金属粉为V粉和Ti粉、Cr粉、Mo粉、Zr粉、Nb粉中的任意两种形成的三相混合粉,且V粉在三相混合粉中摩尔比例大于50%;所述混合熔盐为氯化钠和氯化钾任意比例的混合物;

步骤二:将MAX相粉体和刻蚀剂混合,随后在20-35℃下搅拌12-36h,搅拌完成后通过清洗、离心分离、烘干,即得到M位掺杂V2CTxMXene。

2.根据权利要求1所述的一种M位掺杂钒系MXene的制备方法,其特征在于,步骤一中所述的金属粉、铝粉、碳粉和混合熔盐的摩尔比为(2~2.3):(1.05~1.2):(1~1.1):(5~

25)。

3.根据权利要求1所述的一种M位掺杂钒系MXene的制备方法,其特征在于,步骤一中通过加入研磨液后在空气条件下进行研磨,且每10g粉料中加入9~22ml研磨液,研磨时间为

3-8min;步骤一中球磨时间为3~6h。

4.根据权利要求3所述的一种M位掺杂钒系MXene的制备方法,其特征在于,所述研磨液为甲醇、乙醇,乙二醇或去离子水。

5.根据权利要求1所述的一种M位掺杂钒系MXene的制备方法,其特征在于,步骤一中高温气氛烧结温度为960~1430℃,时间为3-6h,烧结使用气氛为惰性气体,或惰性气体与氧气、氢气、二氧化碳中任意一种气体的任意比例混合气,所述惰性气体为氩气。

6.根据权利要求1所述的一种M位掺杂钒系MXene的制备方法,其特征在于,所述混合熔盐在使用前进行混合重结晶,具体为:将称量好的混合熔盐溶于水中,随后加热蒸干水分,得到结晶盐,最后经过研磨细化,制得最终所用的混合熔盐。

7.根据权利要求1所述的一种M位掺杂钒系MXene的制备方法,其特征在于,所述碳粉为石墨粉、导电炭黑、碳纤维和活性炭中的任意一种。

8.根据权利要求1所述的一种M位掺杂钒系MXene的制备方法,其特征在于,所述的刻蚀剂为氢氟酸、盐酸氟化锂溶液或盐酸氟化钠溶液;当使用盐酸氟化锂溶液时,每30ml盐酸氟化锂溶液中含氟化锂1g;当使用盐酸氟化钠溶液时,每30ml盐酸氟化钠溶液中含氟化钠1g。

9.根据权利要求1所述的一种M位掺杂钒系MXene的制备方法,其特征在于,步骤二中MAX相粉体和刻蚀剂的比例为:每5~10g MAX相粉体搭配30~35ml刻蚀剂。