[发明专利]一种利用电化学阳离子插层制备MXenes的方法

权利要求书

1.一种利用电化学阳离子插层制备MXenes的方法，其特征在于利用电化学阳离子插层制备MXenes的方法是按以下步骤进行的：

一、TiO₂ NTs/Ti₆Al₄V片的制备：将钛合金Ti₆Al₄V片裁剪成表面尺寸为1cm×3cm，依次用丙酮和无水乙醇超声波震荡洗涤干净，自然晾干；NaHSO₄和NaF的混合水溶液作为电解液，以晾干后的钛合金Ti₆Al₄V片为阳极，铂片为阴极的两电极体系，施加30V～50V的电压，阳极氧化2h～2.5h，取出阳极材料，用去离子水冲洗，吹干，得到TiO₂ NTs/Ti₆Al₄V片；所述的电解液中NaHSO₄的浓度为0.1mol/L～0.5mol/L，NaF的浓度为0.1mol/L～0.5mol/L；

二、制备TiC：将5g～6g的PEG6000铺在瓷舟中，将步骤一制备的TiO₂ NTs/Ti₆Al₄V片固定在瓷舟中的PEG6000上，将瓷舟放置于管式炉中，在氩气保护下以5℃/min～10℃/min的升温速度从室温加热到500℃～550℃并保温1h～1.5h，然后在氩气保护下以5℃/min～10℃/min的升温速度升温至1000℃～1100℃并保温2.5h～3h，在氩气保护下随炉冷却至室温，在瓷舟中得到TiC；

三、电化学阳离子插层的Mxenes的制备：以饱和甘汞电极为参比电极，铂电极为对电极，以步骤二得到的TiC为工作电极，采用循环伏安法，在-1.4V～0.9V的工作区间以10mVs^-1～50mVs^-1的扫描速度扫描500圈～2000圈，得到电化学阳离子插层后的电极材料i-TiC-O；循环伏安法中采用的电解液为0.5mol/L～2mol/L的Na₂SO₄水溶液。

2.根据权利要求1所述的一种利用电化学阳离子插层制备MXenes的方法，其特征在于步骤一中施加30V的电压，阳极氧化2h。

3.根据权利要求1所述的一种利用电化学阳离子插层制备MXenes的方法，其特征在于步骤一中所述的电解液中NaHSO₄的浓度为0.1mol/L，NaF的浓度为0.1mol/L。

4.根据权利要求1所述的一种利用电化学阳离子插层制备MXenes的方法，其特征在于步骤二中将5g的PEG6000铺在瓷舟中。

5.根据权利要求1所述的一种利用电化学阳离子插层制备MXenes的方法，其特征在于步骤二中在氩气保护下以5℃/min的升温速度从室温加热到500℃并保温1h，然后在氩气保护下以5℃/min的升温速度升温至1000℃并保温2.5h。

6.根据权利要求1所述的一种利用电化学阳离子插层制备MXenes的方法，其特征在于步骤三中循环伏安法中采用的电解液为1mol/L的Na₂SO₄水溶液。

7.根据权利要求1所述的一种利用电化学阳离子插层制备MXenes的方法，其特征在于步骤三中在-1.4V～0.9V的工作区间以10mVs^-1的扫描速度扫描1000圈。