[发明专利]一种MXene材料及其制备方法与应用在审
| 申请号： | 201910847191.8 | 申请日： | 2019-09-09 |
| 公开（公告）号： | CN110540236A | 公开（公告）日： | 2019-12-06 |
| 发明（设计）人： | 黄庆;覃桂芳;李勉;李友兵;丁浩明 | 申请（专利权）人： | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 |
| 主分类号： | C01G23/00 | 分类号： | C01G23/00;C01G35/00;C01F17/00 |
| 代理公司： | 32256 南京利丰知识产权代理事务所(特殊普通合伙) | 代理人： | 王茹<国际申请>=<国际公布>=<进入国 |
| 地址： | 315201 浙江*** | 国省代码： | 浙江;33 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 表面基团 制备 过渡金属溴化物 氧化还原反应 电池充放电 电池电极 高温反应 高稳定性 过渡金属 大容量 碘化物 反应源 可逆的 前驱体 层间 应用 | ||
1.一种MXene材料，其特征在于：所述MXene材料的分子式表示为Mn+1XnBr2或Mn+1XnI2，其中，M为Sc、Ti、V、Cr、Zr、Nb、Mo、Hf、Ta元素中的任意一种或者两种以上的组合，X为C、N元素中的任意一种或两种的组合，n为1、2、3或4。
2.根据权利要求1所述的MXene材料，其特征在于：所述的X为CxNy，其中x+y＝1。
3.根据权利要求1所述的MXene材料，其特征在于：所述MXene材料的晶体结构由Mn+1Xn单元以及位于所述Mn+1Xn单元表面的Br或I原子构成，其中Br或I原子与M原子成键结合。
4.根据权利要求1所述的MXene材料，其特征在于：所述MXene材料的形态为具有片层结构的粉体，所述片层结构由单层或多层Mn+1XnBr2或Mn+1XnI2构成；优选的，所述片层结构的横向尺寸为5nm～50μm，单片厚度为0.5～20nm。
5.权利要求1-4中任一项所述MXene材料的制备方法，其特征在于包括：
将前驱体MAX相材料、过渡金属溴化物和/或过渡金属碘化物按1：3～1：10的摩尔比混合，并将所获混合物于惰性气氛中在400℃～800℃进行高温反应1～48h，之后进行后处理，获得以Br或I为表面基团的MXene材料；
所述前驱体MAX相材料的分子式表示为Mn+1AXn，其中M为Sc、Ti、V、Cr、Zr、Nb、Mo、Hf、Ta元素中的任意一种或者两种以上的组合，A选自ⅢA或ⅣA族元素，X为C、N元素中的任意一种或两种的组合，n为1、2、3或4。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：所述前驱体MAX相材料包括Ti3AlC2、Ti3SiC2、Ti2AlC、Ti2AlN、Ti4AlN3、Ti2GaC、V2AlC、V2GaC、Cr2GaN、Cr2AlC、Sc2AlC、Zr2AlC、Zr2SnC、Nb2AlC、Nb4AlC3、Mo2AlC、Mo2GaN、Hf2AlC、Hf2AlN、Ta3AlC2和Ta4AlC3中的任意一种或两种以上的组合。
7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：所述过渡金属溴化物包括CuBr2、NiBr2、FeBr2和ZnBr2中的任意一种或两种以上的组合；和/或，所述过渡金属碘化物包括CuI2、NiI2、FeI2和ZnI2中的任意一种或两种以上的组合。
8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：所述前驱体MAX相材料为粉体、块体、薄膜中的任意一种或两种以上的组合；和/或，所述过渡金属溴化物和/或过渡金属碘化物为粉体，且粒度为500nm～1μm。
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