一种Ti3C2TxMXene一维空心纳米管及其制备方法和应用

文档序号:26141826发布日期:2021-08-03 14:26阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种ti3c2txmxene一维空心管,其特征在于,所述一维空心管的直径为300-800nm。

2.一种权利要求1所述ti3c2txmxene一维空心管的制备方法,其特征在于,采用以下步骤:

配制ti3c2txmxene悬浮液,作为水浴收集溶液a;

取聚甲基丙烯酸甲酯和聚乙烯吡咯烷酮加入n,n-二甲基甲酰胺中,使其完全溶解,得到纺丝溶液b;

(3)将步骤(2)得到的纺丝溶液b进行静电纺丝,用溶液a收集得到纤维前驱体;

(4)将步骤(3)得到的纤维前驱体洗涤以除去未吸附的ti3c2txmxene纳米片;

(5)将步骤(4)得到的纤维前驱体干燥;

(6)将步骤(5)得到的干燥后的纤维前驱体进行高温退火,得到ti3c2txmxene一维空心管结构。

3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,步骤(1)所述的ti3c2txmxene悬浮液浓度为0.3~1mg/ml。

4.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,步骤(2)所述的聚乙烯吡咯烷酮平均分子质量为1300000;所述聚乙烯吡咯烷酮在溶液b中的量为30~50mg/ml;聚甲基丙烯酸甲酯在溶液b中的量为130~180mg/ml。

5.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,步骤(3)所述静电纺丝的正电压为6~12kv、负压为-6~-12kv,接收距离为10cm,纺丝温度为40℃。

6.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,步骤(5)所述的干燥采用真空干燥箱干燥或冷冻干燥,所述真空干燥的温度为60℃干燥48h;所述冷冻干燥的温度为-83℃干燥48h。

7.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,步骤(6)所述的高温退火处理为先以1~2℃/min的升温速率升温至150℃,保温1~2h,再以升温速率1~2℃/min继续升温到450~600℃,保温2~4h。

8.根据权利要求2-7任一项所述的方法,其特征在于,具体的制备方法采用以下步骤:

(1)取ti3c2txmxene悬浮液配制成浓度为0.3~1mg/ml的溶液a;

(2)取聚甲基丙烯酸甲酯和平均分子量为1300000的聚乙烯吡咯烷酮加入n,n-二甲基甲酰胺中,使聚乙烯吡咯烷酮在溶液中的浓度为30~50mg/ml,聚甲基丙烯酸甲酯在溶液中的浓度为130~180mg/ml,在磁力搅拌器下搅拌使其完全溶解,得到纺丝溶液b;

(3)将溶液b进行静电纺丝,静电纺丝的正电压为6~12kv、负压为-6~-12kv,接收距离为10cm,纺丝温度为40℃,得到纤维前驱体;

(4)将得到的纤维前驱体用去离子水清洗三次,去掉未吸附上的ti3c2txmxene纳米片;

(5)将步骤(4)中得到的纤维前驱体完全干燥;

(6)将步骤(5)得到的干燥后的纤维前驱体置于瓷舟中,在氮气/氢氩混合气条件下,以1~2℃/min的升温速率升温至150℃,保温1~2h,再继续升温到450~600℃,保温2~4h,得到ti3c2txmxene一维空心管。

9.一种权利要求1所述的ti3c2txmxene一维空心管的应用,其特征在于,所述ti3c2txmxene一维空心管可应用于电化学储能领域。


技术总结
本发明属于一维空心管的制备技术领域,具体涉及一种Ti3C2Tx MXene一维空心纳米管及其制备方法和应用。本发明所述的Ti3C2Tx MXene一维空心管直径约为300‑800 nm;采用的合成方法为:将聚乙烯吡咯烷酮和聚甲基丙烯酸甲酯加入到N,N‑二甲基甲酰胺中溶解,得到纺丝溶液进行静电纺丝,用Ti3C2Tx MXene悬浮液水浴收集,得纤维前驱体,然后进行热处理得到Ti3C2Tx MXene一维空心管结构。本发明所合成的一维空心管结构形貌均匀,作为负极材料可以有效抑制材料聚集堆叠和缩短锂离子传输路径,表现出高的储锂容量和优异的倍率性能。

技术研发人员:原长洲;孙璇;刘洋;侯林瑞
受保护的技术使用者:济南大学
技术研发日:2021.04.30
技术公布日:2021.08.03
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