[发明专利]一种纳米碳球支撑MXene复合材料的制备及其应用方法

摘要

本发明公开了一种纳米碳球支撑MXene复合材料的制备及其应用方法。本发明利用氟化钠与盐酸的混合溶液刻蚀MAX相陶瓷粉末得到二维碳化物MXene；采用水热法合成纳米碳球。将MXene、阳离子表面活性剂与纳米碳球通过静电相互作用制成混合溶液，室温下搅拌、离心、干燥，即得纳米碳球支撑MXene复合材料粉体。制备方法简单、安全、成本低。本发明采用纳米碳球支撑MXene复合材料作为镁电池正极材料，不仅能够扩大MXene的层间距，暴露更多的表面活性位点，而且增加了离子传输通道，同时又解决了循环过程中MXene片层堆叠团聚的问题，进而大幅度提升了MXene的储镁容量，具有良好的循环稳定性，是一种优异的镁电池正极材料。

主权项

1.一种纳米碳球支撑MXene复合材料的制备方法，其特征在于制备步骤如下：(1)MXene粉末的制备：将MAX相陶瓷粉末浸没在一定浓度的氟化钠与盐酸的混合溶液中反应，反应温度90℃～110℃、反应时间48～96小时，然后将沉淀依次用去离子水和乙醇离心清洗，干燥后所得固体粉末即为二维碳化物MXene；所述MAX相粉末的质量与氟化钠/盐酸混合溶液的体积比为1g:20mL；所述氟化钠与盐酸的混合溶液的浓度为6mol/L；(2)纳米碳球的制备：将一定量的葡萄糖与去离子水按照0.9g:10mL的比例混合、溶解；然后转移至反应釜中，160℃～180℃下反应4～6h，冷却至室温后进行离心，干燥，即可得到纳米碳球；(3)纳米碳球支撑MXene复合材料的制备：将二维碳化物MXene、阳离子表面活性剂与一定质量的纳米碳球制成混合溶液；室温下搅拌数小时，最后将所得溶液离心，干燥，即可得纳米碳球支撑MXene复合材料。