[发明专利]一种三维MXene原位生长碳纳米管及其通用合成方法

权利要求书

1.一种三维MXene原位生长碳纳米管的通用合成方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步，室温下，向浓度为0.5-20mg mL^-1的MXene溶液中加入铁、钴、镍的氯化盐、硝酸盐、醋酸盐、硫酸盐及其水合物的至少一种，然后加入尿素、单氰胺、双氰胺或三聚氰胺含碳高分子中的至少一种作为碳源，超声分散10-60min，作为前驱体溶液；所述含碳高分子与金属盐的质量比为1-10；所述含碳高分子与MXene的质量比为0.1-10；

第二步，利用超声雾化器将上述溶液雾化为尺寸为数微米的气溶胶微液滴；

第三步，以惰性气体为载气，将第二步得到的气溶胶微液滴吹入预设温度的高温炉内，快速干燥后得到表面原位生长着丰富的碳纳米管的三维MXene颗粒，尺寸5μm左右；其中，高温炉的预设温度为600-1000℃。

2.根据权利要求1所述的一种三维MXene原位生长碳纳米管的通用合成方法，其特征在于，所述MXene溶液的溶剂为水或者含有1-11个碳原子的醇类的至少一种。

3.根据权利要求1所述的一种三维MXene原位生长碳纳米管的通用合成方法，其特征在于，所述的惰性气体为氮气、氩气或氦气中至少一种，载气流速为0.1-5.0L h^-1。

4.采用权利要求1或2或3所述的通用合成方法得到的一种三维MXene原位生长碳纳米管，其特征在于，由二维MXene片层三维联通组装而成，且MXene片层内外表面原位均匀生长着长度300nm左右，直径20nm左右的碳纳米管；所述碳纳米管高度分散无缠绕团聚现象，内部具有相互贯通的丰富的多孔结构，其孔结构均一稳定，孔壁是厚度为几纳米到十几纳米厚的过渡金属碳化物纳米片。