[发明专利]层间键合的A-MXene纳米片、薄膜及其制备方法在审
申请号: | 202211516434.8 | 申请日: | 2022-11-29 |
公开(公告)号: | CN115991479A | 公开(公告)日: | 2023-04-21 |
发明(设计)人: | 杨树斌;程宗举 | 申请(专利权)人: | 北京航空航天大学 |
主分类号: | C01B35/06 | 分类号: | C01B35/06;C01B32/90;C01B21/083;C01B21/086;B05D7/24;B82Y40/00;H05K9/00 |
代理公司: | 北京谱帆知识产权代理有限公司 11944 | 代理人: | 忻明 |
地址: | 100191 北京市*** | 国省代码: | 北京;11 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 层间键合 mxene 纳米 薄膜 及其 制备 方法 | ||
1.一种层间键合的A-MXene纳米片的制备方法,其特征在于,所述A-MXene纳米片的MXene片层之间存在M-A-M的键合点或键合段,所述A选自VIIB、VIII、IB、IIB、IIIA、IVA、VA或VIA族元素中的至少一种,所述M代表MXene片层中的过渡金属元素;步骤包括:
将初始MXene材料与A的单质或A的化合物在预定温度下反应预定时间,得到具有手风琴形貌的产物,所述初始MXene材料为含有-Cl、-Br或-I官能团的MXene材料;
将所述具有手风琴形貌的产物剥离,得到所述层间键合的A-MXene纳米片。
2.如权利要求1所述的层间键合的A-MXene纳米片的制备方法,其特征在于,所述A-MXene材料用化学式表示为Mn+1AmXnTx,其中1≤n≤4,0<m<1,0x2;其中,M选自过渡金属元素中的一种或多种;
和/或,A选自铝、硫、钴、镍、金、硅、磷、硫、铁、锰、铜、锌、镓、锗、砷、镉、铟、锡、铊、铅、铋元素中的一种或者多种;优选地,所述A选自铝、铟、锡、镓、锗、硅中的至少一种;
和/或,X选自碳、氮或硼元素中的一种或多种;
和/或,T选自Cl,Br,I元素中的一种或多种。
3.如权利要求1所述的层间键合的A-MXene纳米片的制备方法,其特征在于,所述A的化合物包括A的氢化物、氨化物或能生成A单质的化合物;
和/或,所述A-MXene纳米片的片径为0.1μm至100μm之间。
4.如权利要求1所述的层间键合的A-MXene纳米片的制备方法,其特征在于,所述初始MXene材料的制备方法包括:采用熔融盐法或气相法将MAX相材料中的A组分刻蚀得到;
所述熔融盐法采用卤族金属盐作为刻蚀剂;更优选地,采用氯化金属盐;
所述气相法采用卤化氢气体、卤族单质气体、升华的卤族金属盐气体中的一种或多种为刻蚀剂。
5.如权利要求1至4中任一项所述的层间键合的A-MXene纳米片的制备方法,其特征在于,所述预定温度介于700℃至1200℃;优选地,所述预定温度介于700至900℃;
和/或,所述预定时间介于0.01min至12h。
6.如权利要求5所述的层间键合的A-MXene纳米片的制备方法,其特征在于,所述A为金属铝粉,反应时间≤5min;或,所述A为金属硅粉,反应时间≤4h;或,所述A为金属镓粉,反应时间≤5h;或,所述A为金属锗粉,反应时间≤5h;或,所述A为金属铟粉,反应时间≤1h;或,所述A为金属锡粉,反应时间≤4h;或,所述A为金属锌粉,反应时间≤2h。
7.一种如权利要求1至6中任一项所述的制备方法得到的A-MXene纳米片。
8.一种A-MXene分散液,其特征在于,包括如权利要求7所述的A-MXene纳米片和溶剂。
9.一种薄膜材料,其特征在于,所述薄膜材料含有如权利要求7所述的A-MAXene纳米片。
10.一种如权利要求9所述的薄膜材料的制备方法,其特征在于,步骤包括:将如权利要求8所述的A-MXene分散液通过真空抽滤法、喷涂法或涂覆法在基体上形成连续的薄膜层,干燥后得到。
11.一种如权利要求7所述的A-MXene纳米片、如权利要8所述的A-MXene分散液或如权利要求9所述的薄膜材料在电磁屏蔽领域的用途。
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