[发明专利]一种MXene诱导生长的纳米氧化铁复合材料、制备方法及其应用

权利要求书

1.一种MXene诱导生长的纳米氧化铁复合材料的制备方法，包括以下步骤：

A）将Ti₃AlC₂加入HF溶液中，进行刻蚀，得到刻蚀产物；

B）将所述刻蚀产物与四甲基氢氧化铵溶液混合，进行插层，然后再加入LiOH，进行反应，得到中间产物；

所述LiOH与所述刻蚀产物的质量比为（0.04~0.09）：1；

C）将所述中间产物在水中分散，超声1~1.5小时后离心，得到的上清液为MXene溶液；

所述MXene溶液中-OH官能团含量为30~60%；

D）在所述MXene溶液中依次加入铁盐溶液和碱液，进行原位生长，得到的产物进行退火处理，得到纳米氧化铁复合材料；

所述铁盐溶液包括铁盐和分散剂。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述刻蚀的温度为50~70℃；

所述刻蚀的时间为12~36小时。

3.根据权利要求1所述的制备方法，所述四甲基氢氧化铵溶液的质量浓度为15~40%。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述铁盐为FeCl₃、Fe₂(SO₄)₃和Fe(NO₃)₃中的一种或几种；

所述铁盐溶液中Fe³⁺的浓度为0.005~0.02mol/L。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述分散剂为聚乙烯吡咯烷酮、十六烷基三甲基溴化铵和聚二烯丙基二甲基氯化铵中的一种或几种；

所述分散剂在所述铁盐溶液中的质量浓度为0.1~0.5g/L。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述MXene溶液中MXene、铁盐溶液中铁离子和碱液中的碱的摩尔比为（0.5~2）:1:3。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述原位生长的温度为40~60℃；

所述原位生长的时间为3~5小时。

8.一种MXene诱导生长的纳米氧化铁复合材料，按照权利要求1~7任意一项所述的制备方法制得。

9.一种如权利要求8所述的MXene诱导生长的纳米氧化铁复合材料作为负极材料在锂离子电池中的应用。