[发明专利]高比表面积碳化钛材料及其制备方法

摘要

本发明公开了一种高比表面积碳化钛材料及其制备方法，属于材料化学领域。本制备方法以三元层状化合物Ti₃AlC₂陶瓷粉末为原料，通过酸刻蚀、水洗、碱化等处理后，使碳化钛形貌和孔结构参数发生一定的变化，从而获得具有高比表面积和特殊多孔结构的碳化钛材料。本发明的新型碳化钛材料具有特殊形貌结构的多孔结构，极大地提高了其比表面积和总孔体积，能使碱化碳化钛用于多肽吸附时提供更多的吸附位点，更加有利于提高吸附量。形貌和孔结构参数的变化使其在电池材料、超级电容器、吸附等应用方面表现出的优异性能。

主权项

1.一种高比表面积碳化钛材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：配制质量浓度30％‑40％刻蚀剂水溶液60mL；称取前驱体材料Ti3AlC2粉末2g；将刻蚀剂水溶液在30℃水浴条件下搅拌，然后将前驱体材料Ti3AlC2在10min中内均匀缓慢加入到刻蚀剂水溶液中，同时避免由于反应放热导致溶液过热，粉末加入完成后在水浴温度30℃下保持，在搅拌转速150rpm的条件下，反应4‑24h；将反应溶液在3500rpm速度下离心水洗pH至5‑6，再用去离子水和无水乙醇抽滤，以上操作重复三次，最后在50℃下真空干燥6h，制得二维层状碳化钛材料；S2：称取0.5g二维层状碳化钛材料，加入到10mL插层剂中；在水浴温度25‑35℃，搅拌转速150‑350rpm的条件下，反应16‑20h；将反应后的溶液加入到200mL去离子水中，超声1h，其中超声功率200w，每超声2s停顿1s；将反应后浆液进行洗涤抽滤，再用去离子水和无水乙醇抽滤，以上操作重复三次，50℃真空干燥6h，制得插层后的二维层状碳化钛材料；S3：配置3‑9mol·L‑1碱化剂溶液，称取0.5‑1g插层后的二维层状碳化钛材料加入到50‑100mL碱化剂溶液中，充入氮气作为保护气，通过摇床震荡碱化方式，在摇床速度150‑300rpm，在温度为25℃的条件下反应24‑72h；将反应后浆液进行抽滤、再用去离子水和无水乙醇抽滤，以上操作重复三次，50℃真空干燥6h，制得碳化钛多孔材料。