一种二氧化钛/二维层状碳化钛复合材料的低温制备法

摘要

本发明提供了一种二氧化钛/二维层状碳化钛复合材料的低温制备法，包括：高纯度三元层状Ti₃AlC₂粉体的高能球磨细化晶粒；二维层状纳米材料MXene-Ti₃C₂的氢氟酸腐蚀制备；低温氧化MXene-Ti₃C₂表面形成TiO₂，使其负载MXene-Ti₃C₂，即得TiO₂/MXene-Ti₃C₂纳米复合材料，本发明具有制备过程简单，工艺可控，成本低，具有二维层状MXene-Ti₃C₂的片层均匀，TiO₂颗粒细小且分布均匀等特点，比表面积大，导电性良好，光催化性能良好，亲生物性良好，有利于在光催化、废水处理、锂离子电池、生物传感器等领域的应用。

主权项

一种二氧化钛/二维层状碳化钛复合材料的低温制备法，其特征在于，包括下述步骤：步骤一，细化粉体利用高能球磨细化纯度大于97％的三元层状Ti₃AlC₂陶瓷粉体，球磨条件：球石，混料及球磨介质的质量比为10:1:1，球磨介质为无水乙醇，球磨转速为400r/min，高能球磨时间为1h～4h，然后将所得固液混料在40℃～60℃下烘干，得到粒径在8μm‑75μm的Ti₃AlC₂陶瓷粉体；步骤二，二维层状纳米材料MXene‑Ti₃C₂的制备将步骤一中所得Ti₃AlC₂陶瓷粉体浸没在HF酸溶液中，其中2g～10gTi₃AlC₂粉体浸没在50mL～200mL质量浓度35wt％～45wt％HF酸溶液中反应6h～120h；磁力搅拌，对三元层状Ti₃AlC₂粉体进行腐蚀处理后，用去离子水离心清洗至pH为5～6，将所得固体样品室温干燥，得到二维层状纳米材料MXene‑Ti₃C₂；步骤三，低温氧化将步骤二所得MXene‑Ti₃C₂放置在烘箱中鼓风干燥处理，50℃～100℃，保温24h～120h，即得二氧化钛/二维层状碳化钛纳米复合材料，其TiO₂粒径范围为100nm，MXene‑Ti₃C₂层片厚度为50nm。