[发明专利]黑磷量子点/碳化钛纳米片复合材料的制备方法和应用

权利要求书

1.一种黑磷量子点/碳化钛纳米片复合材料的制备方法，其特征在于，该方法采用以下步骤：

(1)利用酸对Ti₃AlC₂进行刻蚀得到Ti₃C₂，然后在水中超声得到单层或少层的Ti₃C₂纳米片并将其冻干；

(2)黑磷块在排除空气的有机溶剂中超声剥离得到黑磷量子点；

(3)将步骤(1)制备的Ti₃C₂纳米片与步骤(2)得到的带有黑磷量子点的有机溶液混和，随后进行超声、搅拌、干燥处理制备得到黑磷量子点/Ti₃C₂纳米片复合材料，其中黑磷量子点的三维尺寸均小于10nm，Ti₃C₂纳米片厚度为10～100nm；

步骤(2)中所述的有机溶剂为N-甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、乙醇、丙酮、异丙醇或四氢呋喃，黑磷块在排除空气的有机溶剂中超声4～24h，超声功率为200～600W；

步骤(3)中室温超声10～30min，Ti₃C₂纳米片在含黑磷量子点的有机溶液中排除空气搅拌1～72h,在大于8000rpm的条件下高速离心，取下层真空干燥。

2.根据权利要求1所述的一种黑磷量子点/碳化钛纳米片复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中采用的酸为含氟酸，在水中超声10～60min，超声功率为60～200W。

3.根据权利要求1所述的一种黑磷量子点/碳化钛纳米片复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(3)的有机溶液中黑磷量子点的浓度为0.01～1mg/mL，Ti₃C₂纳米片与有机溶液的比例关系为20～1000mg/10～1000mL。

4.如权利要求1-3中任一项所述制备方法得到的黑磷量子点/碳化钛纳米片复合材料的应用，以涂在铜片上的黑磷量子点/Ti₃C₂纳米片复合材料作为能源电池的工作电极，以金属箔片为对电极和参比电极，以玻璃微纤维过滤膜为隔膜，以有机溶液为电解液，在充满高纯氩气的手套箱中组装成纽扣电池。

5.根据权利要求4所述的黑磷量子点/碳化钛纳米片复合材料的应用，其特征在于，所述的能源电池为锂离子电池、钠离子电池或钾离子电池。

6.根据权利要求4所述的黑磷量子点/碳化钛纳米片复合材料的应用，其特征在于，所述的金属箔片为金属锂、金属钠或金属钾。

7.根据权利要求4所述的黑磷量子点/碳化钛纳米片复合材料的应用，其特征在于，所述的有机溶液为LiPF₆的碳酸乙烯酯和碳酸二乙酯的混合液，NaClO₄的碳酸二甲酯和碳酸丙烯酯的混合液，KPF₆的二甘醇二甲醚溶液。

8.根据权利要求4所述的黑磷量子点/碳化钛纳米片复合材料的应用，其特征在于，所述的隔膜为市售的Whatman1823-047、Whatman1825-047或Celgard2400。