[发明专利]一种应用于锂硫电池正极的MXene基负载铂催化剂的制备方法

权利要求书

1.一种应用于锂硫电池正极的MXene基负载铂催化剂的制备方法，其特征在于：该方法首先制备含有MXene纳米片的分散液以及含有铂纳米粒子的乙二醇溶液，然后通过浸渍法将铂纳米粒子均匀负载到MXene纳米片上，从而获得所述MXene基负载铂催化剂；

所述含有MXene纳米片的分散液是通过氟化锂和盐酸的腐蚀液刻蚀MAX相陶瓷粉体获得；所述MAX相陶瓷粉体为Ti₃AlC₂、Mo₂AlC、Ti₂AlC、Mo₂AlN和V₂AlC中的一种或几种；

通过浸渍法将铂纳米粒子负载到MXene纳米片上的过程为：首先将含有铂纳米粒子的乙二醇溶液加入到含有MXene纳米片的分散液中，对所得混合液进行超声处理，直到铂纳米粒子和MXene纳米片完全分散；再加入盐酸将分散后的混合液的pH值调节至2；然后使用磁力搅拌器将混合溶液搅拌3-5小时，将所得搅拌均匀的悬浊液依次进行抽滤、洗涤和冷冻干燥，即得到最终的催化剂材料；

在通过浸渍法将铂纳米粒子负载到MXene纳米片上的过程中，需要满足铂纳米粒子的负载量为MXene纳米片重量的3-10wt％。

2.根据权利要求1所述的应用于锂硫电池正极的MXene基负载铂催化剂的制备方法，其特征在于：所述MXene纳米片的制备过程为：首先将LiF加入到6mol/L的盐酸溶液中，搅拌至澄清制得腐蚀液，再向腐蚀液中加入MAX相陶瓷粉体；接着升温至40℃并恒温磁力搅拌48小时；离心分离后获得的沉淀物用去离子水和无水乙醇交替洗涤至上层清液pH值大于6；之后将沉淀物分散到去离子水中，在冰浴和氮气气氛保护条件下，超声处理1-3小时，所得上层悬浊液即为含有MXene纳米片的分散液，其浓度为1.5-2.5mg/mL。

3.根据权利要求1所述的应用于锂硫电池正极的MXene基负载铂催化剂的制备方法，其特征在于：所述含有铂纳米粒子的乙二醇溶液是以铂盐为前驱体，通过乙二醇还原后制得；所述铂盐为氯铂酸、乙酰丙酮铂、醋酸铂、硝酸铂和氯化铂中的一种或几种。

4.根据权利要求1或3所述的应用于锂硫电池正极的MXene基负载铂催化剂的制备方法，其特征在于：所述含有铂纳米粒子的乙二醇溶液的制备过程为：首先将铂盐作为前驱体分散在乙二醇溶剂中；再加入NaOH的乙二醇溶液以得到1-8mol/L的铂盐乙二醇溶液，并持续搅拌3-5小时；最后在160℃氮气气氛保护下持续搅拌回流4小时，待反应冷却至室温，即可得到0.5-2mg/mL含有铂纳米粒子的乙二醇溶液。

5.根据权利要求1所述的应用于锂硫电池正极的MXene基负载铂催化剂的制备方法，其特征在于：在通过浸渍法将铂纳米粒子负载到MXene纳米片上的过程中，经抽滤获得的固体沉淀物通过冷冻干燥以去除其中残留的微量溶剂；冷冻干燥后的粉末样品即为最终催化剂产物，无需再进行高温焙烧处理。