二维层状氮掺杂Ti<sub>3</sub>C<sub>2</sub>“纸”纳米复合材料及其制备方法及用该材料制备复合电极的方法

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二维层状氮掺杂Ti<sub>3</sub>C<sub>2</sub>“纸”纳米复合材料及其制备方法及用该材料制备复合电极的方法
【专利摘要】二维层状氮掺杂Ti3C2“纸”纳米复合材料及其制备方法及用该材料制备复合电极的方法。以Ti3C2纳米材料为基体,通过尿素化学剥离和热处理氮掺杂制备二维层状氮掺杂Ti3C2“纸”纳米复合电极材料,并将其应用在电化学电容器方面。相比所报道其他制备方法,这种方法能够方便、快捷、环保、安全的控制层片的分层剥离和氮元素的掺杂。采用尿素剥离Ti3C2,即能减小Ti3C2纳米片的层数,也能扩大层间距,从而提高了其比表面积;进一步氮掺杂分层Ti3C2纳米片,不仅改善了材料的电导率,而且提高了其赝电容活性位的利用率,最终增强了Ti3C2复合电极的比容量、倍率性能等电化学性能。
【专利说明】
二维层状氮掺杂T i 3C2 “纸”纳米复合材料及其制备方法及用该材料制备复合电极的方法
技术领域
[0001]本发明属于纳米功能材料及电化学储能器件领域,特别涉及一种二维层状氮掺杂Ti3C2 “纸”纳米复合材料及其制备方法及用该材料制备复合电极的方法。
【背景技术】
[0002]二维层状过渡金属碳化物Ti3C2纳米材料是利用三元层状Ti3AlC2化合物层间作用力的差异,通过腐蚀方法将Al层剥离而得。这类纳米材料拥有与石墨烯(Graphene)类似的二维结构,将其称为MXene JXene拥有独特的类石墨烯结构,较大的比表面积,良好的导电性,亲水性等特性,使吸附、光催化、锂离子电池、太阳能电池、生物传感器等方面得到了广泛的应用。作为一种新型的储能材料,在超级电容器上,对于MXenes的研究近年来也很多。Yury Gogotsi等人发现,作为超级电容器的电极材料,Ti3C2材料表现出了超高的体积比容量。在电化学过程中,电解液中的多种阳离子均能通过插层作用进入到二维Ti3C2层间。这一点,通过在不同充放电状态下的XRD图谱,可以清晰的反映出电极材料层间距的变化,进而说明阳离子的嵌入/脱出。尽管在体积比容量上可以达到350F/cm3,但质量比容量还较低,只有100F/g左右。然而Ti3C2纳米材料自身导电性和比容量偏低,导致其电化学性能欠佳,MXene基电化学电容器的应用也有待进一步探究。
[0003]研究发现N2H4.H2O等有机小分子可以插层Ti3C2Tx、TiNbCTx、Ti3CNTx,增大MXene层间距。其中,二甲基亚砜(DMSO)插层Ti3C2Tx后,经超声波处理,可完全分层得到像“纸”一样形貌的纳米Ti3C2Tx
[0004]薄片(<5层Ti3C2Tx),而插层之前Ti3C2Tx的厚度大约有10层左右。浸泡在常见的酸碱盐溶液中,Li +、Na+、Mg2+、K+、NH4+和Al3+等阳离子可自发进入Ti3C2Tx层间,引起c轴方向不同程度的膨胀,电化学性能得到大幅提高。插层和分层是改性粘土的重要方法之一,从结构和性能上看,MXenes是一类“导电亲水粘土”,因此,制备有机插层MXene复合物和“MXene纸”是未来研究的重点。
[0005]氮掺杂的方式更多,如在前驱体中加入三聚氰胺、聚苯胺,或采用氨化、等离子体等方法处理材料,均可实现氮掺杂。氮掺杂的种类分为骨架氮,即季氮(N-Q)、吡啶氮(N-6)、P比略氮(N-5)、氧化氮(N-X) oMentus et al.直接炭化改性过的聚苯胺,得到富含氮的纳米炭材料,5mV/s时其最高比电容为410F/g Jkachev et al.则系统地考察了不同掺氮量对炭纳米纤维的结构及电导率的影响,认为氮的引入导致石墨晶格扭曲,从而产生缺陷。当掺杂
3.1wt.%的氮时,由于π电子的离域的缘故,导致材料的电导率最高。Kang和Choi et al.用等离子体法在石墨稀中掺氮,通过扫描光电子显微镜观测氮的构型和边缘氮和平面氮的分配比例,认为平面氮构型才是取得高比电容的原因。该氮掺杂的石墨稀表现出良好的电化学性能,如循环寿命高达20万次,单电极比电容为SSOF/gc^Zhang et al.通过在溶胶凝胶过程中添加三聚氰胺,得到富氮中孔炭,不但具有高的孔容(2.49cm3/g),较高的比表面积(777m2/g),在0.2A/g下,材料的比电容为245F/g。利用这些掺杂的含氮官能团,可以进一步均匀的负载金属氧化物颗粒,提高赝电容活性位的利用率。值得注意的是,在有机电解液、碱性电解液和中性电解液中,因为没有氮参与赝电容反应,导致材料的比电容比在酸性电解液中要低。

【发明内容】

[0006]本发明的目的在于提供一种二维层状氮掺杂Ti3C2“纸”纳米复合材料及其制备方法及用该材料制备复合电极的方法,以Ti3C2纳米材料为基体,通过尿素化学剥离和氮掺杂制备二维氮掺杂Ti3C2 “纸”纳米复合电极材料,并将其应用在电化学电容器方面,所制备的二维层状材料将展现出优异的电化学性能。
[0007]本发明二维层状氮掺杂Ti3C2“纸”纳米复合材料的制备方法,包括以下步骤:
[0008]步骤一:二维层状Ti3C2纳米材料的制备;
[0009 ] 按照专利201410812056.7的方法合成二维层状T i 3C2纳米材料;
[0010]步骤二:二维层状氮掺杂Ti3C2 “纸”纳米复合材料的制备;
[0011]首先,取300-3000mg步骤二的Ti3C2纳米粉体加入到1-1OOg的质量浓度为50%的尿素水溶液中,于40-70°C搅拌均匀;
[0012]然后,加入超纯水稀释至Ti3C2质量的300-1000倍,以频率为40-100HZ,超声分散4-8h;
[0013]其次,用超纯水和无水乙醇分别离心分离清洗,每次以4000-9000rpm离心2-4min,得到分离固体,在60-120°C真空干燥,得到二维层状Ti3C2 “纸”纳米材料;
[0014]再次,将Ti3C2“纸”与尿素固体按照2:1-1: 5的质量比混合,研磨5-20min,分散均匀,并以l-4°C/min的升温速率自室温升温至400-900°C保温l_3h进行热处理,随炉冷却至室温,产物即为二维层状氮掺杂Ti3C2 “纸”纳米复合材料。
[0015]二维层状氮掺杂Ti3C2 “纸”纳米复合材料为氮掺杂Ti3C2 “纸”纳米复合电极材料由含氮“纸”状的二维层状Ti3C2纳米片组成,氮元素含量为8-20at.%,且层片厚度为10-50nm。
[0016]二维层状氮掺杂Ti3C2 “纸”纳米复合材料制备复合电极的方法,包括以下步骤:
[0017]首先,称取1-1Omg的PVDF粉末并分散在0.2-2mL的N-甲基吡咯烷酮溶剂中,磁力搅拌至透明粘稠状得混合物;
[0018]然后,取1-1Omg的导电炭黑加入到上述混合物中搅拌形成均匀的浆料,再取8-80mg的二维层状氮掺杂Ti3C2“纸”纳米复合材料加入楽料中,搅拌形成略带粘稠的楽料;
[0019]其次,用刮刀将浆料涂在钛箔上,室温干燥后,剪取l*l-3*3cm2的电极片,并放入真空烘箱中于60-120 0C下烘干,即为氮掺杂Ti3C2 “纸”基复合电极。
[0020]将氮掺杂Ti3C2“纸”基复合电极作为工作电极,铂片电极(面积与工作电极相同)为辅助电极,银氯化银为参比电极,在6mol/L的KOH电解液下,组装电化学电容器三电极系统。
[0021]本发明的有益效果:
[0022]本发明以Ti3C2纳米材料为基体,通过尿素化学剥离和热处理氮掺杂制备二维层状氮掺杂Ti3C2 “纸”纳米复合电极材料,并将其应用在电化学电容器方面。相比所报道其他制备方法,这种方法能够方便、快捷、环保、安全的控制层片的分层剥离和氮元素的掺杂。采用尿素剥离Ti3C2,即能减小Ti3C2纳米片的层数,也能扩大层间距,从而提高了其比表面积;进一步氮掺杂分层Ti3C2纳米片,不仅改善了材料的电导率,而且提高了其赝电容活性位的利用率,最终增强了Ti3C2复合电极的比容量、倍率性能等电化学性能。在超级电容器等电极材料储能领域,二维层状氮掺杂Ti3C2 “纸”纳米复合电极材料将拥有更高的电化学性能。并且为其进一步在锂离子电池等其它电子器件上的应用奠定了基础。此外,这种化学剥离和热处理方法由于其设备要求低、操作简便、成本低廉等优势,有利于工业化大规模生产。
【附图说明】
[0023]图1为实施例1制备二维层状氮掺杂Ti3C2“纸”纳米复合材料的SEM。
[0024]图2为实施例1制备二维层状氮掺杂Ti3C2“纸”纳米复合材料的XRD。
[0025]图3为实施例1制备二维层状氮掺杂Ti3C2“纸”纳米复合材料的SEM和EDS图。
[0026]图4为实施例1制备的氮掺杂Ti3C2“纸”纳米复合电极在三电极系统下不同扫描速率的循环伏安曲线。
[0027]图5为实施例1制备的氮掺杂Ti3C2“纸”纳米复合电极在不同扫描速率下MnO2-Ti3C2基复合电极和Ti3C2S复合电极的比容量。
【具体实施方式】
[0028]下面结合附图与实施例对本发明做进一步详细说明。
[0029]实施例1:
[0030]二维层状氮掺杂Ti3C2 “纸”纳米复合材料的制备包括:
[0031 ]步骤一:二维层状Ti3C2纳米材料的制备;
[0032]按照专利201410812056.7的方法合成二维层状Ti3C2纳米材料;
[0033]步骤二:二维层状氮掺杂Ti3C2 “纸”纳米复合材料的制备;
[0034]首先,取300mg步骤二的!!心纳米粉体加入到1g的质量浓度为50%的尿素水溶液中,于60 0C搅拌均勾;
[0035]然后,加入超纯水稀释至Ti3C2质量的500倍,以频率为60Hz,超声分散6h;
[0036]其次,用超纯水和无水乙醇分别离心分离清洗,每次以5000rpm离心4min,得到分离固体,在80°C真空干燥,得到二维层状Ti3C2 “纸”纳米材料;
[0037]再次,将Ti3C2“纸”与尿素固体按照1:1的质量比混合,研磨lOmin,分散均匀,并以2°C/min的升温速率自室温升温至500°C保温3h进行热处理,随炉冷却至室温,产物即为二维层状氮掺杂Ti3C2 “纸”纳米复合材料。
[0038]所制备的氮掺杂Ti3C2“纸”纳米复合电极材料由含氮“纸”状的二维层状Ti3C2纳米片组成,氮元素含量为8-20at.%,且层片厚度为10_50nm。
[0039]图1-3为所得氮掺杂Ti3C2“纸”纳米复合材料的SEM、XRD和EDS图,可以看出Ti3C2纳米片层片变薄,层数减小,扩大了层间距,提高了层状材料的比表面积;而且氮掺杂不仅改善了材料的电导率,而且提高了其赝电容活性位的利用率,增强了 Ti3C2复合电极的比容量、倍率性能等电化学性能,使氮掺杂Ti3C2 “纸”纳米复合材料的电化学性能更优于纯的Ti3C2。
[0040 ] 二维层状氮掺杂T i 3C2 “纸”纳米复合材料制备复合电极的方法,包括以下步骤:[0041 ]首先,称取2mg的PVDF粉末并分散在0.4mL的N-甲基吡咯烷酮溶剂中,磁力搅拌至透明粘稠状得混合物;
[0042 ]然后,取2mg的导电炭黑加入到上述混合物中搅拌形成均勾的楽料,再取16mg的二维层状氮掺杂Ti3C2 “纸”纳米复合材料加入浆料中,搅拌形成略带粘稠的浆料;
[0043]其次,用刮刀将浆料涂在钛箔上,室温干燥后,剪取I*I cm2的电极片,并放入真空烘箱中于80 0C下烘干,即为氮掺杂Ti3C2 “纸”基复合电极。
[0044]将氮掺杂Ti3C2“纸”基复合电极作为工作电极,铂片电极(l*lcm2)为辅助电极,银氯化银为参比电极,在6mol/L的KOH电解液下,组装电化学电容器三电极系统,使用上海辰华CHI660E电化学工作站测试氮掺杂Ti3C2 “纸”基复合电极的电化学性能,如线性循环伏安曲线、恒电流充放电、交流阻抗。图4和图5为氮掺杂Ti3C2 “纸”基复合电极在不同扫描速率下的CV曲线及质量比容量值,可以看出氮掺杂Ti3C2 “纸”基复合电极拥有良好的比容量和倍率性能,将有望应用在电化学电容器电极上。
[0045]实施例2:
[0046]二维层状氮掺杂Ti3C2"纸”纳米复合材料的制备包括:
[0047]步骤一:二维层状Ti3C2纳米材料的制备;
[0048]按照专利201410812056.7的方法合成二维层状Ti3C2纳米材料;
[0049]步骤二:二维层状氮掺杂Ti3C2 “纸”纳米复合材料的制备;
[0050]首先,取100mg步骤二的Ti3C2纳米粉体加入到30g的质量浓度为50%的尿素水溶液中,于50 °C搅拌均勾;
[0051 ]然后,加入超纯水稀释至Ti3C2质量的300倍,以频率为40Hz,超声分散4h;
[0052]其次,用超纯水和无水乙醇分别离心分离清洗,每次以7000rpm离心3min,得到分离固体,在60°C真空干燥,得到二维层状Ti3C2 “纸”纳米材料;
[0053]再次,将Ti3C2“纸”与尿素固体按照2:1的质量比混合,研磨15min,分散均匀,并以I°C/min的升温速率自室温升温至800°C保温2h进行热处理,随炉冷却至室温,产物即为二维层状氮掺杂Ti3C2 “纸”纳米复合材料。
[0054]所制备的氮掺杂Ti3C2“纸”纳米复合电极材料由含氮“纸”状的二维层状Ti3C2纳米片组成,氮元素含量为8-20at.%,且层片厚度为10_50nm。
[0055 ] 二维层状氮掺杂T i 3C2 “纸”纳米复合材料制备复合电极的方法,包括以下步骤:
[0056]首先,称取Img的PVDF粉末并分散在0.2mL的N-甲基吡咯烷酮溶剂中,磁力搅拌至透明粘稠状得混合物;
[0057 ]然后,取5mg的导电炭黑加入到上述混合物中搅拌形成均勾的楽料,再取40mg的二维层状氮掺杂Ti3C2 “纸”纳米复合材料加入浆料中,搅拌形成略带粘稠的浆料;
[0058]其次,用刮刀将浆料涂在钛箔上,室温干燥后,剪取1*1cm2的电极片,并放入真空烘箱中于60 0C下烘干,即为氮掺杂Ti3C2 “纸”基复合电极。
[0059]再次,将氮掺杂Ti3C2“纸”基复合电极作为工作电极,铂片电极(l*lcm2)为辅助电极,银氯化银为参比电极,在6mol/L的KOH电解液下,组装电化学电容器三电极系统,使用上海辰华CHI660E电化学工作站测试氮掺杂Ti3C2 “纸”基复合电极的电化学性能,如线性循环伏安曲线、恒电流充放电、交流阻抗。
[0060]实施例3:
[0061 ] 二维层状氮掺杂Ti3C2"纸”纳米复合材料的制备包括:
[0062]步骤一:二维层状Ti3C2纳米材料的制备;
[0063 ] 按照专利201410812056.7的方法合成二维层状T i 3C2纳米材料;
[0064]步骤二:二维层状氮掺杂Ti3C2 “纸”纳米复合材料的制备;
[0065]首先,取1800mg步骤二的Ti3C2纳米粉体加入到50g的质量浓度为50%的尿素水溶液中,于70°C搅拌均匀;
[0066]然后,加入超纯水稀释至Ti3C2质量的700倍,以频率为80Hz,超声分散5h;
[0067]其次,用超纯水和无水乙醇分别离心分离清洗,每次以4000rpm离心4min,得到分离固体,在120°C真空干燥,得到二维层状Ti3C2 “纸”纳米材料;
[0068]再次,将Ti3C2“纸”与尿素固体按照1:3的质量比混合,研磨8min,分散均匀,并以4°C/min的升温速率自室温升温至400°C保温Ih进行热处理,随炉冷却至室温,产物即为二维层状氮掺杂Ti3C2 “纸”纳米复合材料。
[0069]所制备的氮掺杂Ti3C2“纸”纳米复合电极材料由含氮“纸”状的二维层状Ti3C2纳米片组成,氮元素含量为8-20at.%,且层片厚度为10_50nm。
[0070]二维层状氮掺杂Ti3C2 “纸”纳米复合材料制备复合电极的方法,包括以下步骤:
[0071]首先,称取5mg的PVDF粉末并分散在ImL的N-甲基吡咯烷酮溶剂中,磁力搅拌至透明粘稠状得混合物;
[0072 ]然后,取I mg的导电炭黑加入到上述混合物中搅拌形成均勾的楽料,再取8mg的二维层状氮掺杂Ti3C2 “纸”纳米复合材料加入浆料中,搅拌形成略带粘稠的浆料;
[0073]其次,用刮刀将浆料涂在钛箔上,室温干燥后,剪取l*2cm2的电极片,并放入真空烘箱中于100°C下烘干,即为氮掺杂Ti3C2 “纸”基复合电极。
[0074]再次,将氮掺杂Ti3C2“纸”基复合电极作为工作电极,铂片电极(l*2cm2)为辅助电极,银氯化银为参比电极,在6mol/L的KOH电解液下,组装电化学电容器三电极系统,使用上海辰华CHI660E电化学工作站测试氮掺杂Ti3C2 “纸”基复合电极的电化学性能,如线性循环伏安曲线、恒电流充放电、交流阻抗。
[0075]实施例4:
[0076]二维层状氮掺杂Ti3C2 “纸”纳米复合材料的制备包括:
[0077 ]步骤一:二维层状Ti 3C2纳米材料的制备;
[0078]按照专利201410812056.7的方法合成二维层状Ti3C2纳米材料;
[0079]步骤二:二维层状氮掺杂Ti3C2 “纸”纳米复合材料的制备;
[0080]首先,取2400mg步骤二的Ti3C2纳米粉体加入到80g的质量浓度为50%的尿素水溶液中,于40 0C搅拌均勾;
[0081 ]然后,加入超纯水稀释至Ti3C2质量的850倍,以频率为10Hz,超声分散8h;
[0082]其次,用超纯水和无水乙醇分别离心分离清洗,每次以9000rpm离心2min,得到分离固体,在100°C真空干燥,得到二维层状Ti3C2 “纸”纳米材料;
[0083]再次,将Ti3C2“纸”与尿素固体按照1:5的质量比混合,研磨20min,分散均匀,并以4°C/min的升温速率自室温升温至600°C保温3h进行热处理,随炉冷却至室温,产物即为二维层状氮掺杂Ti3C2 “纸”纳米复合材料。
[0084]所制备的氮掺杂Ti3C2“纸”纳米复合电极材料由含氮“纸”状的二维层状Ti3C2纳米片组成,氮元素含量为8-20at.%,且层片厚度为10_50nm。
[0085 ] 二维层状氮掺杂T i 3C2 “纸”纳米复合材料制备复合电极的方法,包括以下步骤:
[0086]首先,称取8mg的PVDF粉末并分散在1.5mL的N-甲基吡咯烷酮溶剂中,磁力搅拌至透明粘稠状得混合物;
[0087]然后,取1mg的导电炭黑加入到上述混合物中搅拌形成均勾的楽料,再取80mg的二维层状氮掺杂Ti3C2 “纸”纳米复合材料加入浆料中,搅拌形成略带粘稠的浆料;
[0088]其次,用刮刀将浆料涂在钛箔上,室温干燥后,剪取3*3cm2的电极片,并放入真空烘箱中于120°C下烘干,即为氮掺杂Ti3C2 “纸”基复合电极。
[0089]再次,将氮掺杂Ti3C2“纸”基复合电极作为工作电极,铂片电极(3*3cm2)为辅助电极,银氯化银为参比电极,在6mol/L的KOH电解液下,组装电化学电容器三电极系统,使用上海辰华CHI660E电化学工作站测试氮掺杂Ti3C2 “纸”基复合电极的电化学性能,如线性循环伏安曲线、恒电流充放电、交流阻抗。
[0090]实施例5:
[0091 ] 二维层状氮掺杂Ti3C2"纸”纳米复合材料的制备包括:
[0092]步骤一:二维层状Ti3C2纳米材料的制备;
[0093 ] 按照专利201410812056.7的方法合成二维层状T i 3C2纳米材料;
[0094]步骤二:二维层状氮掺杂Ti3C2 “纸”纳米复合材料的制备;
[0095]首先,取3000mg步骤二的Ti3C2纳米粉体加入到10g的质量浓度为50%的尿素水溶液中,于50 °C搅拌均勾;
[0096]然后,加入超纯水稀释至Ti3C2质量的1000倍,以频率为50Hz,超声分散7h;
[0097]其次,用超纯水和无水乙醇分别离心分离清洗,每次以8000rpm离心3min,得到分离固体,在90°C真空干燥,得到二维层状Ti3C2 “纸”纳米材料;
[0098]再次,将Ti3C2“纸”与尿素固体按照1:4的质量比混合,研磨5min,分散均匀,并以2°C/min的升温速率自室温升温至900°C保温2h进行热处理,随炉冷却至室温,产物即为二维层状氮掺杂Ti3C2 “纸”纳米复合材料。
[0099]所制备的氮掺杂Ti3C2“纸”纳米复合电极材料由含氮“纸”状的二维层状Ti3C2纳米片组成,氮元素含量为8-20at.%,且层片厚度为10_50nm。
[0100]二维层状氮掺杂Ti3C2 “纸”纳米复合材料制备复合电极的方法,包括以下步骤:[0101 ]首先,称取1mg的PVDF粉末并分散在2mL的N-甲基吡咯烷酮溶剂中,磁力搅拌至透明粘稠状得混合物;
[0? O2]然后,取8mg的导电炭黑加入到上述混合物中搅拌形成均勾的楽料,再取65mg的二维层状氮掺杂Ti3C2 “纸”纳米复合材料加入浆料中,搅拌形成略带粘稠的浆料;
[0103]其次,用刮刀将浆料涂在钛箔上,室温干燥后,剪取3*3cm2的电极片,并放入真空烘箱中于90 0C下烘干,即为氮掺杂Ti3C2 “纸”基复合电极。
[0104]将氮掺杂Ti3C2“纸”基复合电极作为工作电极,铂片电极(3*3cm2)为辅助电极,银氯化银为参比电极,在6mol/L的KOH电解液下,组装电化学电容器三电极系统,使用上海辰华CHI660E电化学工作站测试氮掺杂Ti3C2 “纸”基复合电极的电化学性能,如线性循环伏安曲线、恒电流充放电、交流阻抗。
【主权项】
1.二维层状氮掺杂Ti3C2 “纸”纳米复合材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤: 步骤一:二维层状Ti3C2纳米材料的制备; 按照专利201410812056.7的方法合成二维层状Ti3C2纳米材料; 步骤二: 二维层状氮掺杂Ti3C2 “纸”纳米复合材料的制备; 首先,取300-3000mg步骤二的Ti3C2纳米粉体加入到1-1OOg的质量浓度为50 %的尿素水溶液中,于40-70 0C搅拌均匀; 然后,加入超纯水稀释至Ti3C2质量的300-1000倍,以频率为40-100HZ,超声分散4_8h ;其次,用超纯水和无水乙醇分别离心分离清洗,每次以4000-9000rpm离心2-4min,得到分离固体,在60_12(TC真空干燥,得到二维层状Ti3C2 “纸”纳米材料; 再次,将Ti3C2 “纸”纳米粉体与尿素粉体按照2:1-1:5的质量比混合,研磨5-20min,研磨均匀,并以l_4°C/min的升温速率自室温升至400-900°C保温l_3h进行热处理,随炉冷却至室温,产物即为二维层状氮掺杂Ti3C2 “纸”纳米复合材料。2.二维层状氮掺杂Ti3C2 “纸”纳米复合材料,其特征在于:氮掺杂Ti3C2 “纸”纳米复合电极材料由含氮“纸”状的二维层状Ti3C2纳米片组成,氮元素含量为8-20at.%,且层片厚度为10_50nm。3.—种如权利要求2所述的二维层状氮掺杂Ti3C2 “纸”纳米复合材料制备复合电极的方法,其特征在于,包括以下步骤: 首先,称取1-1Omg的PVDF粉末并分散在0.2-2mL的N-甲基吡咯烷酮溶剂中,磁力搅拌至透明粘稠状得混合物; 然后,取1-1Omg的导电炭黑加入到上述混合物中搅拌形成均匀的浆料,再取8-80mg的二维层状氮掺杂Ti3C2 “纸”纳米复合材料加入浆料中,搅拌形成略带粘稠的浆料; 其次,用刮刀将浆料涂在钛箔上,室温干燥后,剪取l*l-3*3cm2的电极片,并放入真空烘箱中于60-120 0C下烘干,即为氮掺杂Ti3C2 “纸”基复合电极。
【文档编号】H01G11/86GK106098394SQ201610378978
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年5月31日
【发明人】阙文修, 杨晨辉, 汤袆, 尹行天, 杨亚威, 阙美丹
【申请人】西安交通大学
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