[发明专利]一种自支撑MXene/MWCNT柔性复合薄膜及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种自支撑MXene/MWCNT柔性复合薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

将Ti₂CT_x MXene胶体溶液在复合纤维滤膜上进行第一过滤，形成第一薄膜层；

将多壁碳纳米管分散液在所述第一薄膜层上进行第二过滤，形成第一MWCNT层；

在所述第一MWCNT层上依次循环重复所述第一过滤和第二过滤，最后再过滤所述Ti₂CT_xMXene胶体溶液，得到复合薄膜；

将所述复合薄膜进行真空冷冻干燥后去除所述复合纤维滤膜，得到所述自支撑MXene/MWCNT柔性复合薄膜；所述真空冷冻干燥的温度为-60～-80℃，时间为12～24h；

所述自支撑MXene/MWCNT柔性复合薄膜中Ti₂CT_x MXene与多壁碳纳米管的质量比为1:5～15。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述循环重复的次数为3～20次。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述多壁碳纳米管分散液由包括以下步骤的方法制得：

将多壁碳纳米管和混酸混合后依次进行水稀释、洗涤和干燥，得到酸化MWCNT，所述混酸包括浓硫酸和浓硝酸；

将十二烷基苯磺酸钠与水混合，得到十二烷基苯磺酸钠水溶液；

将所述酸化MWCNT与十二烷基苯磺酸钠水溶液混合，得到所述多壁碳纳米管分散液。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述浓硫酸的质量分数为65％，所述浓硝酸的质量分数为98％，所述混酸中浓硫酸和浓硝酸的体积比为3～5:1，所述多壁碳纳米管与混酸的用量比为1g：400mL。

5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述酸化MWCNT与十二烷基苯磺酸钠水溶液中十二烷基苯磺酸钠的质量比为100:0.1～5。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述Ti2CTx MXene胶体溶液由包括以下步骤的方法制得：

将LiF和HCl溶液混合进行反应，得到氟化氢酸性溶液；

将Ti₂AlC粉末与所述氟化氢酸性溶液进行刻蚀反应，将所得刻蚀产物进行离心水洗，得到固体物料；

将所述固体物料与乙醇混合后进行超声剥离，得到剥离处理的Ti₂CT_x溶液；

将所述剥离处理的Ti₂CT_x溶液离心，得到所述Ti₂CT_xMXene胶体溶液。

7.权利要求1～6任一项所述制备方法制得的自支撑MXene/MWCNT柔性复合薄膜。

8.权利要求7所述的自支撑MXene/MWCNT柔性复合薄膜作为电极材料的应用。