[发明专利]一种KOH插层MXene/CNFs复合电极材料及其制备方法

权利要求书

1.一种KOH插层MXene/CNFs复合电极材料的制备方法，其特征在于，具体包括如下步骤：

S1：将MAX相Ti₃AlC₂利用LiF和浓HCl刻蚀，刻蚀后离心洗涤直至pH为中性，并在惰性气体氛围中冰浴超声，分散成均匀混合的Ti₃C₂水溶液，离心得到Ti₃C₂沉淀，冷冻干燥制备得到MXene相Ti₃C₂；

S2:取步骤S1制备的MXene相Ti3C2浸泡在KOH溶液中，惰性气氛下搅拌4h左右，之后离心，重复进行3-4遍，制备得到的沉淀冷冻干燥，制备得到KOH-Ti3C2粉末；

S3：将步骤S2制备的KOH-Ti3C2粉末在管式炉惰性气氛煅烧得到KOH-Ti3C2-400粉末；

S4：取PAN加入到DMF溶液中，搅拌得到静电纺丝前驱体溶液A；

S5：取步骤S3得到的KOH-Ti₃C₂-400粉末，加入到步骤S4的静电纺丝前驱体溶液A，在室温下搅拌至完全溶解且混合均匀，得到纺丝液B；

S6:利用静电纺丝装置，将步骤S5中纺丝液放置于注射器中，将纺丝液喷射到带有铝箔的铜集电板上，真空干燥后得到复合材料C；

S7：将S6中得到的复合材料C在惰性气体中进行高温退火，得到KOH插层MXene/CNFs复合电极材料；

S8：将S7退火得到的KOH插层MXene/CNFs复合电极材料用于安装锂离子电容器进行性能测试；

步骤S2中KOH溶液的浓度为1.8M，步骤S3中管式炉惰性气氛煅烧条件为：惰性气氛中以30℃/min的升温速率煅烧至400℃，保温1-2h；

所述KOH插层MXene/CNFs复合电极材料包括手风琴状MXene相Ti₃C₂和碳纳米纤维，所述Ti₃C₂均匀的镶嵌在碳纳米纤维中，所述手风琴状MXene 相Ti₃C₂所占质量比例为7wt％-16wt％。

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中刻蚀条件为30℃-40℃下水浴刻蚀22h-26h，步骤S1中冷冻干燥时间为10h以上。

3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S4中PAN加入与DMF的质量比为1:6-9。

4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S6中将步骤S5中纺丝液放置于注射器中，所用针头型号为18G，在18-20KV高压下使得纺丝纤维喷射到带有铝箔的铜集电板上，其中推胶速率为0.5-0.9mL/h，针头到集电板的距离为18-20cm。

5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S7中退火温度为400℃-600℃，退火时间为2h-6h。

6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S8性能测试的电解液为1.15MLiPF6溶液，测试电压范围为0.5-4.5V。

7.如权利要求1所述 的制备方法，其特征在于，所述惰性气体为氮气、氩气的一种。