[发明专利]一种二氧化钛/石墨烯多元改性Mxene复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种二氧化钛/石墨烯多元改性Mxene复合材料，其特征在于，由以下方法制成：

（1）将Mxene前驱体加入HF酸溶液中，加热搅拌，刻蚀，去除Al层；

（2）将步骤（1）刻蚀后的Mxene前驱体进行离心，洗涤，超声分散，干燥，得Mxene材料；

（3）将步骤（2）所得Mxene材料加入水中，超声分散，再加入表面电荷改性剂，搅拌，得表面带正电荷的Mxene分散液；所述表面电荷改性剂的质量为Mxene材料的质量的5～15倍；

（4）分别将纳米级二氧化钛、氧化石墨烯加入水中，超声分散，分别得到二氧化钛分散液、氧化石墨烯分散液；所述纳米级二氧化钛、氧化石墨烯与Mxene的质量比均为5～10:100；

（5）依次将二氧化钛分散液、氧化石墨烯分散液加入到步骤（3）所得表面带正电荷的Mxene分散液中，搅拌，抽滤，干燥，得黑色粉末；

（6）将步骤（5）所得黑色粉末置于惰性气氛中，进行热处理，即得二氧化钛/石墨烯多元改性Mxene复合材料。

2.根据权利要求1所述二氧化钛/石墨烯多元改性Mxene复合材料，其特征在于：步骤（1）中，所述HF酸溶液的质量分数为25~65%，所述Mxene前驱体与HF酸质量比为1:25~65；所述加热搅拌的速度为200~600 转/min，所述加热搅拌的温度为40~100℃，所述加热搅拌的时间为4~10h；所述刻蚀的时间为4~10 h。

3.根据权利要求1或2所述二氧化钛/石墨烯多元改性Mxene复合材料，其特征在于：步骤（2）中，所述离心的转速为3000~12000转/min；所述洗涤是指用去离子水和乙醇洗涤，洗涤次数≥10次；所述超声分散的功率为200~400 W，所述超声分散的时间为0.5~2 h；所述干燥的温度为60~100℃，所述干燥的时间为6~12 h。

4.根据权利要求1或2所述二氧化钛/石墨烯多元改性Mxene复合材料，其特征在于：步骤（3）中，所述水的质量为Mxene材料质量的400～800倍；所述超声分散的功率为200～400W，所述超声分散的时间为0.5～2 h；所述搅拌的速度为200～400转/min，所述搅拌的时间为1～4 h。

5.根据权利要求3所述二氧化钛/石墨烯多元改性Mxene复合材料，其特征在于：步骤（3）中，所述水的质量为Mxene材料质量的400～800倍；所述超声分散的功率为200～400 W，所述超声分散的时间为0.5～2 h；所述搅拌的速度为200～400转/min，所述搅拌的时间为1～4 h。

6.根据权利要求1或2所述二氧化钛/石墨烯多元改性Mxene复合材料，其特征在于：步骤（3）中，所述表面电荷改性剂为氨水、碳酸氢铵或十六烷基三甲基溴化铵中的一种或几种。

7.根据权利要求3所述二氧化钛/石墨烯多元改性Mxene复合材料，其特征在于：步骤（3）中，所述表面电荷改性剂为氨水、碳酸氢铵或十六烷基三甲基溴化铵中的一种或几种。

8.根据权利要求4所述二氧化钛/石墨烯多元改性Mxene复合材料，其特征在于：步骤（3）中，所述表面电荷改性剂为氨水、碳酸氢铵或十六烷基三甲基溴化铵中的一种或几种。

9.根据权利要求1或2所述二氧化钛/石墨烯多元改性Mxene复合材料，其特征在于：步骤（4）中，所述水的质量均为二氧化钛、氧化石墨烯质量的500~1500倍；所述超声分散的功率为200～400 W，所述超声分散的时间为0.5～2 h。

10.根据权利要求3所述二氧化钛/石墨烯多元改性Mxene复合材料，其特征在于：步骤（4）中，所述水的质量均为二氧化钛、氧化石墨烯质量的500~1500倍；所述超声分散的功率为200～400 W，所述超声分散的时间为0.5～2 h。