专利汇可以提供一种三维MXene原位生长碳纳米管及其通用合成方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且一种三维MXene原位生长 碳 纳米管 及其通用合成方法,属于 纳米材料 领域。本 发明 以二维的过渡金属碳化物Ti3C2 MXene和含碳高分子为前驱体在 铁 钴镍等过渡金属的催化作用下,通 过喷 雾 热解 技术制备了三维MXene表面原位生长着丰富的 碳纳米管 的纳米结构,产物由二维MXene 片层 三维联通组装而成,且MXene片层内外表面原位均匀生长着长度约为300nm,直径约为20nm的碳纳米管。且碳管高度分散无缠绕团聚现象,使MXene和碳纳米管的表界面得到高效利用,提升了其应用与加工性能。另外碳纳米管的引入极大提升了材料的强度、弹性和抗疲劳性,增大了材料的孔隙率与离子透过性,且制备工艺简单,过程绿色环保,易于规模化生产。在储能、催化、光电材料、 生物 药物、 电磁屏蔽 等领域具有广泛的应用前景。,下面是一种三维MXene原位生长碳纳米管及其通用合成方法专利的具体信息内容。
1.一种三维MXene原位生长碳纳米管的通用合成方法,其特征在于,包括以下步骤:
第一步,室温下,向浓度为0.5-20mg mL-1的MXene溶液中加入铁、钴、镍的氯化盐、硝酸盐、醋酸盐、硫酸盐及其水合物的至少一种,然后加入尿素、单氰胺、双氰胺或三聚氰胺含碳高分子中的至少一种作为碳源,超声分散10-60min,作为前驱体溶液;所述含碳高分子与金属盐的质量比为1-10;所述含碳高分子与MXene的质量比为0.1-10;
第二步,利用超声雾化器将上述溶液雾化为尺寸为数微米的气溶胶微液滴;
第三步,以惰性气体为载气,将第二步得到的气溶胶微液滴吹入预设温度的高温炉内,快速干燥后得到表面原位生长着丰富的碳纳米管的三维MXene颗粒,尺寸5μm左右;其中,高温炉的预设温度为600-1000℃。
2.根据权利要求1所述的一种三维MXene原位生长碳纳米管的通用合成方法,其特征在于,所述MXene溶液的溶剂为水或者含有1-11个碳原子的醇类的至少一种。
3.根据权利要求1所述的一种三维MXene原位生长碳纳米管的通用合成方法,其特征在于,所述的惰性气体为氮气、氩气或氦气中至少一种,载气流速为0.1-5.0L h-1。
4.采用权利要求1或2或3所述的通用合成方法得到的一种三维MXene原位生长碳纳米管,其特征在于,由二维MXene片层三维联通组装而成,且MXene片层内外表面原位均匀生长着长度300nm左右,直径20nm左右的碳纳米管;所述碳纳米管高度分散无缠绕团聚现象,内部具有相互贯通的丰富的多孔结构,其孔结构均一稳定,孔壁是厚度为几纳米到十几纳米厚的过渡金属碳化物纳米片。
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