[发明专利]一种单层/少层MXene二维材料的制备方法

权利要求书

1.一种单层/少层MXene二维材料的制备方法，其特征在于该方法包括以下步骤：首先制备多层MXene并将其分散在水中，得到多层MXene分散液；然后依次对多层MXene分散液进行超声剥离、离心，得到单层/少层MXene分散液，最后干燥即可。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于多层MXene的制备方法具体如下：将MAX粉末加入到反应液中进行刻蚀、改性处理，接着固液分离即可；所述MAX粉末选自Ti₃AlC₂、Cr₃AlC₂、Ti₂SiC、Ti₂AlN、Ta₄AlC₃、Ti₃(Al_0.5,Si_0.5)C₂、Ti₂Al(C_0.5,N_0.5)、Zr₃Al₃C₅中的至少一种；所述反应液选自HF水溶液、HCl/氟化盐水溶液、H₂SO₄/氟化盐水溶液、NH₄HF₂水溶液、有机碱水溶液、有机胺盐水溶液中的至少一种。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于：所述HCl/氟化盐水溶液选自HCl/LiF水溶液、HCl/NaF水溶液、HCl/KF水溶液、HCl/CaF₂水溶液中的至少一种；所述H₂SO₄/氟化盐水溶液选自H₂SO₄/LiF水溶液、H₂SO₄/NaF水溶液、H₂SO₄/KF水溶液、H₂SO₄/CaF₂水溶液中的至少一种；所述有机碱水溶液选自四甲基氢氧化铵水溶液、二甲基甲酰胺水溶液、胆碱水溶液、水合肼水溶液、尿素水溶液中的至少一种；所述有机胺盐水溶液选自异丙胺水溶液、正丁胺水溶液中的至少一种。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于：制得的多层MXene在超声剥离之前还需要与二甲基亚砜混合进行插层处理，插层处理完后固液分离并洗涤干净，然后再次分散在水中形成分散液。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于：多层MXene分散液超声剥离时的温度不超过20℃，超声功率为50-1000W，超声时间5-600min，超声剥离在保护气氛下进行。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于：多层MXene分散液超声剥离时的温度为0℃，所述保护气氛为氩气。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于：超声剥离所使用的设备为超声清洗机、细胞粉碎超声机中的至少一种。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于：超声剥离后、离心之前还需要对分散液进行振荡处理，振荡时间5-20min；离心时间为5-120min，转速为1000-15000rpm，离心温度不超过10℃。

9.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述干燥具体为真空冷冻干燥，冻干温度为-50℃至-30℃，冻干持续时间为12-100h。

10.一种单层/少层MXene二维材料，其特征在于：该材料按照权利要求1-9中任一种方法制备而来。