【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及二维层状材料，具体涉及基于插层技术的ti3c2tx mxene/cnts及其原位制备方法和用途。
技术介绍
1、二维层状材料如石墨烯、磷烯、硅烯、硼烯、锗烯、过渡金属双烯和氧化物等，因具有高比表面积以及非凡的电子、物理、化学、光学和机械性能，而受到高度关注。由于二维层状材料具有优异的结构稳定性和电化学性能，具有两种或两种以上元素组成的二维层状材料能广泛应用于无数领域。
2、一类新的二维层状材料过渡金属碳化物和/或氮化物(mxene)自2011年被发现以来，一直受到极大的关注。mxene的组成通式为mn+1xntx，通常由相应的母体mn+1axn相选择性蚀刻a层(例如al、si、ga)来制备。由于具有可调的表面化学性质、优异的机械稳定性、金属导电性、电子和磁学性质，以及高亲水性和二维层状结构，mxene在可充电电池、超级电容器、催化、电磁干扰屏蔽、传感器、光学和场效应晶体管等方面具有极大的应用潜力。例如在电化学储能领域，具有高导电性、大层间距、低离子扩散势垒等特点的mxene基电极在电化学电容器、锂/钠离子电池中表现出优异的性能。ti3c2tx mxene是应用和研究最为广泛的一种mxene材料。然而，与其他二维层状材料类似，ti3c2tx mxene的性能仍然受到其聚集堆叠问题的影响，限制了离子在电极内的传输，导致电解质润湿性差以及离子扩散缓慢。
3、为了解决聚集堆叠问题以充分利用ti3c2tx mxene的性能，在片层ti3c2tx mxene中引入层间间隔物的策略被证明是比较有效的。碳纳
技术实现思路
1、本专利技术的目的是解决现有ti3c2tx mxene/cnts的制备方法存在制备时需要分散cnts、cnts与ti3c2tx mxene之间交互作用较差，或者cnts只能在分散的片层上生长，不能在层间生长，或者层间的cnts密度较低，且尺寸不均匀的技术问题，而提供了基于插层技术的ti3c2tx mxene/cnts及其原位制备方法和用途。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、一种基于插层技术的ti3c2tx mxene/cnts，其特殊之处在于：
4、所述ti3c2tx mxene/cnts由片层ti3c2tx mxene和cnts构成，其中cnts原位生长在片层ti3c2tx mxene上及相邻片层ti3c2tx mxene之间，且cnts为顶端生长模式。
5、进一步地，所述ti3c2tx mxene/cnts是采用含有nh4+的无机盐进行插层，使催化剂铁、钴或镍进入层间，通过外加碳源生长cnts得到。
6、本专利技术还提供了上述基于插层技术的ti3c2tx mxene/cnts原位制备方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：
7、步骤1、制备ti3c2tx mxene；
8、步骤2、将所得ti3c2tx mxene分散到含有nh4+的无机盐水溶液中搅拌，离心水洗后收集沉淀物，得到插层的ti3c2tx mxene；
9、步骤3、制备ti3c2tx mxene/cnts
10、步骤3.1、将所得插层的ti3c2tx mxene加入到含铁、钴或镍的无机盐溶液中，搅拌获得反应液；
11、步骤3.2、对步骤3.1的反应液进行固液分离，收集沉淀物，沉淀物烘干后获得含铁、钴或镍的插层的ti3c2tx mxene；
12、步骤3.3、在惰性氛围下，将步骤3.2中插层的ti3c2tx mxene与碳源进行热处理，得到ti3c2tx mxene/cnts。
13、进一步地，步骤1具体包括以下步骤：
14、步骤1.1、配置含氟的溶液；
15、步骤1.2、将ti3alc2加入所得含氟的溶液中，搅拌获得反应液；
16、步骤1.3、对步骤1.2的反应液进行离心，并清洗至中性，收集沉淀物，得到ti3c2txmxene。
17、进一步地，步骤1.1中：
18、含氟的溶液为氢氟酸溶液、氟化锂与盐酸混合液、氟化铵溶液、氟化氢铵溶液或氟化氢钠溶液；其中，氟离子的浓度为2-22.5mol/l；
19、步骤1.2具体为：将ti3alc2加入所得含氟的溶液中，ti3alc2的质量与含氟的溶液体积比为0.01-0.5g/ml，搅拌3-48h获得反应液；
20、步骤1.3具体为：以1000-8000转/分钟的速度，对步骤1.2的反应液进行离心1-30min，并用水或醇或任意比的醇水混合物清洗至中性，收集沉淀物，得到ti3c2tx mxene；
21、步骤2具体为：
22、将所得ti3c2tx mxene分散到含有nh4+的无机盐水溶液中搅拌12-48h，nh4+的浓度为1％-5％，以1000-8000转/分钟的速度离心1-10min，水洗后收集沉淀物，得到插层的ti3c2tx mxene；含有nh4+的无机盐水溶液为氯化铵、硫酸铵、碳酸铵、硝酸铵或磷酸铵水溶液；
23、步骤3.1具体为：
24、将所得插层的ti3c2tx mxene加入到含铁、钴或镍的硝酸盐、氯化盐或硫酸盐溶液中，搅拌2-12h获得反应液；
25、步骤3.2中：烘干的温度为40-120℃；
26、步骤3.3中：碳源与步骤3.2中插层的ti3c2tx mxene的质量比为5:1-100:1；碳源为三聚氰胺、双氰胺、甲烷或乙炔；热处理温度为600-1000℃，热处理时间为0.5-6h。
27、进一步地，步骤3.1具体为：将所得插层的ti3c2tx mxene加入到硝酸钴、硝酸镍、氯化钴、氯化镍或硫酸铁水溶液中，搅拌2-12h获得反应液。
28、进一步地，步骤1.1中：
29、含氟的溶液为氢氟酸溶液；其中，氟离子的浓度为22.5mol/l；
30、步骤1.2具体为：将ti3alc2加入所得氢氟酸溶液中，ti3alc2的质量与氢氟酸溶液体积比为0.5g/ml，搅拌3h获得反应液；
31、步骤1.3具体为：以1000转/分钟的速度，对步骤1.2的反应液进行离心20min，并用乙醇和水的混合液清洗至中性，收集沉淀物，得到ti3c2tx m本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于插层技术的Ti3C2Tx MXene/CNTs，其特征在于：
2.根据权利要求1所述基于插层技术的Ti3C2Tx MXene/CNTs，其特征在于：
3.权利要求1至2所述基于插层技术的Ti3C2Tx MXene/CNTs原位制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述基于插层技术的Ti3C2Tx MXene/CNTs原位制备方法，其特征在于，
5.根据权利要求4所述基于插层技术的Ti3C2Tx MXene/CNTs原位制备方法，其特征在于，
6.根据权利要求5所述基于插层技术的Ti3C2Tx MXene/CNTs原位制备方法，其特征在于，
7.根据权利要求6所述基于插层技术的Ti3C2Tx MXene/CNTs原位制备方法，其特征在于，
8.权利要求1所述基于插层技术的Ti3C2Tx MXene/CNTs在能量转换及储能领域、传感器、电磁干扰屏蔽、通信、光学、驱动器方面的应用。
9.权利要求1所述基于插层技术的Ti3C2Tx MXene/CNTs在电化学储
10.权利要求1所述基于插层技术的Ti3C2Tx MXene/CNTs在制备钠离子电池负极方面的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种基于插层技术的ti3c2tx mxene/cnts，其特征在于：
2.根据权利要求1所述基于插层技术的ti3c2tx mxene/cnts，其特征在于：
3.权利要求1至2所述基于插层技术的ti3c2tx mxene/cnts原位制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述基于插层技术的ti3c2tx mxene/cnts原位制备方法，其特征在于，
5.根据权利要求4所述基于插层技术的ti3c2tx mxene/cnts原位制备方法，其特征在于，
6.根据权利要求5所述基于...
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