[发明专利]一种Si基MAX制备MXenes及MXenes/P负极复合材料的方法及应用

权利要求书

1.一种Si基MAX制备MXenes的方法，其特征在于，包括以下步骤：

⑴将Si基MAX相材料加入到HF溶液中，进行搅拌处理；

⑵将步骤⑴所得的溶液进行大功率的细胞粉碎或者超声处理，从而使Si基MAX相材料中的Si原子层剥离，洗涤并离心，真空烘干，制备出层状结构的MXenes材料。

2.根据权利要求1所述的Si基MAX制备MXenes的方法，其特征在于，所述的Si基MAX相材料为Ti₄SiC₃、Ti₃SiC₂、Ti₂SiC中的一种或其组合，所述的MXenes材料对应为Ti₄C₃、Ti₃C₂、Ti₂C中的一种或其组合。

3.根据权利要求1所述的Si基MAX制备MXenes的方法，其特征在于，所述步骤(1)中HF溶液的浓度为5wt％-50wt％；MAX相材料与HF溶液的配比为0.005g/ml-0.5g/ml；搅拌温度为20～100℃，搅拌时间为0.5-120h。

4.根据权利要求1所述的Si基MAX制备MXenes的方法，其特征在于，所述步骤(2)中细胞粉碎或者超声处理的时间为0.5-6h，所用仪器功率为300-2000W；洗涤所用溶液为去离子水、乙醇、乙二醇、丙酮中的一种或其混合液；真空烘干温度为50～200℃，真空烘干所用时间为2～48h。

5.一种MXenes/P负极复合材料，其特征在于，是将权利要求1所述方法获得的MXenes材料与高容量P负极材料进行复合获得，所述的高容量P负极材料为红磷、黑磷中的一种或其组合。

6.根据权利要求5所述的MXenes/P负极复合材料，其特征在于，所述的复合采用球磨法，所述球磨法为：将MXenes材料和高容量P负极材料在手套箱中完成混合并密封，进行球磨处理，球磨方法包括干磨和湿磨，其中湿磨所用介质为N-甲基吡咯烷酮、四甲基氢氧化铵、四丁基氢氧化铵、十六烷基三甲基溴化铵、N-甲基甲酰胺、乙醇中的一种或其组合，再经过离心、洗涤、真空烘干，得到所述的MXenes/P负极复合材料。

7.根据权利要求5所述的MXenes/P负极复合材料，其特征在于，所述的复合采用溶剂热法，所述溶剂热法为：将MXenes材料与表面活性剂混合，制备成溶液，加入高容量P负极材料，置于反应釜中进行溶剂热反应，再经过离心、洗涤、真空烘干，得到所述的MXenes/P负极复合材料；所用表面活性剂为F127、十六烷基三甲基溴化铵、聚乙烯吡咯烷酮中的一种或其组合；溶剂热反应采用的溶剂为水、乙醇中的一种或其组合。

8.根据权利要求5所述的MXenes/P负极复合材料，其特征在于，所述的复合采用化学气相沉积法，所述化学气相沉积法为：将MXenes材料与高容量P负极材料混合，置于管式炉中或者密封的石英玻璃管中，升温进行气态化，后续降温沉积，得到所述的MXenes/P负极复合材料。

9.如权利要求1-4任一项所述方法获得的MXenes的应用，其特征在于，所述的MXenes用作锂离子电池或钠离子电池的负极材料。

10.如权利要求5-8任一项所述的MXenes/P负极复合材料，其特征在于，所述的MXenes/P负极复合材料用作锂离子电池或钠离子电池的负极材料。